工业热水锅炉水处理器的除垢阻垢效果分析研究

邱慧

摘 要：工业热水锅炉作为工业生产的重要设备，水垢问题一直是影响锅炉性能的重要问题。形成的水垢对于锅炉的伤害是非常大的，容易造成锅炉的凹陷、鼓包、水冷壁管破裂等问题，对锅炉的安全运行造成非常坏的影响。还有就是形成的水垢对于锅炉的导热性能有着严重的阻碍，影响了热量的有效传递。基于此，本文就简要分析了一种锅炉水处理其在进行除垢阻垢方面的应用效果，希望能够促进锅炉设备的更好运行。

关键词：热水锅炉；水处理器；除垢阻垢

中图分类号： TK228 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）14-174-2

1 概述

工业热水锅炉生产过程中，比较容易出现锅炉结垢这一问题，锅炉出现结垢后造成炉水流体过流断面减小，同时增加了热阻和阻力，使热交换效率大大地下降。锅炉结构问题是造成热力工业生产的重要影响因素，更严重的是还有可能造成危险事故。所以，当前供热企业都在努力的寻找能够有效减少锅炉水垢的问题，增加企业的安全运行，促进企业发展。本文就对某供热公司3×58MW热水锅炉加装锅炉节能水处理器的具体应用进行分析，希望能够促进热力工业的有效生产。

2 结垢机理分析

2.1 水垢的分类

根据其组成的化学成分可以将水垢分成铜垢、钙镁水垢、铁垢、硅垢以及磷酸盐垢等。根据水垢的结垢机理又可以将水垢分成四个类别：析晶结垢、化学结垢、微粒型结垢、腐蚀型结垢。析晶结垢形成机理是溶液存在过饱和状态，溶液中的无机盐结晶形成的水垢；化学结垢主要是因为经过换热设备的液体与设备之间发生了化学反应生成的结垢；微粒型结垢是指由于溶液中存在悬浮的固体颗粒比如炭黑、灰尘以及砂粒，这些颗粒聚集在换热面上形成了污垢；腐蚀型结垢主要是因为溶液中带有腐蚀性的物质经过容器时造成的腐蚀进而发生的水垢。这些描述对于实际的锅炉结垢还不是说明太多的，锅炉的结垢是多种因素共同作用的结果。

2.2 水垢的形成机理

通常来讲，水垢的形成与水的饱和指数有很大的关系，当刚刚达到水的饱和系数或者是处在水的饱和系数之下的时候是不会形成水垢的。但是一旦高于水的饱和系数就非常容易形成水垢。水垢的形成还有一个重要的原因是温度比较低的时候，逐渐生成不溶性盐，聚集在管道内结垢。

2.3 锅炉节能水处理器接入系统情况

本文主要分析的是功率在58MW的3台燃煤锅炉，通过在一次热网回水母管上加装旁路，并在旁路上安装水处理器来进行锅炉的水处理工作。通过对1号锅炉水冷壁展开投运前后的割管垢量进行检测来分析锅炉节能水处理器能够达到的除垢效果，同时进行定期取样监测分析水处理器的前后水样，对于监测样片的腐蚀情况主要通过在水处理器的出口设置监测样片的形式来进行。

具体情况如图1：

3 锅炉节能水处理器投运后效果分析

3.1 锅炉节能水处理器投运前、后水质变化情况

通过分析电科院给出的检测报告能够知道锅炉节能水处理器投运之前以及投运之后的水质具体情况：

通过得到的监测报告可以知道。锅炉节能水处理器投运之后较投运之前的含铁量以及炉水硬度有了明显的下降。含铁量下降幅度达到了85.3%左右，炉水硬度的下降幅度也达到了60%多。

3.2 锅炉节能水处理器投运前、后水冷壁割管垢量变化情况

为了可以具体的知道锅炉节能水处理器的实际除垢效果，电科院通过开展监测工作了解水处理器投运之前和投运之后水冷壁管的割管垢量。根据得出的结果可以看出：投入运营锅炉节能水处理器后水冷壁管的向火面垢量有了明显的减少，减少幅度达到了31.8%还要多，背火面的垢量也有了相应的减少，减少幅度没有向火面的大；水平管段向火侧和背火侧则有了面向的增加，分析产生这一问题的原因在于垂直管段的垢剥落后产生了沉积。

3.3 除铁器清除铁渣、铁粉末情况

因为锅炉节能水处理器具有脱垢的效能，为了能够有效的避免脱落下来的铁渣、铁垢、铁粉等残渣堵塞锅炉节能水处理器，充分保证锅炉节能水处理器能够安全有效的进行除垢工作，通过在水处理器上安装除铁器来帮助水处理器有效的避免受到铁渣、铁粉等杂质的影响，通过进行定期的清理来保证工作效能。

除铁器的具体清理工作如下：从2013年12月6号正式开始运营，每天进行一次清除工作，清除出来的铁渣、铁粉和其他杂质的量基本在700g左右；在后期的工作过程中，系统中的铁渣、铁粉被清除的差不多，量越来越少，从2014年1月3号开始就将清理周期改为2天一次；到最后改为4天一次，再到后来改为一个星期进行一次清除工作。清除的具体情况为：①前期的清除工作主要是铁渣，后期铁渣被清除的差不多后主要是铁粉末。②在还没有进行锅炉节能水处理器的投入运营工作前，锅炉水系统的水质比较浑浊且具有较多的杂质；投入运营锅炉节能水处理器与除铁器后，通过不断地清理工作使得锅炉的水质变得越来越清亮和透明，极大地改善了锅炉水系统的水质，锅炉中的水质中含有的铁、硅离子有了较大幅度的降低，同电科院水处理组采集到的水样分析是基本符合的。③进行锅炉的交替运行时。除铁器中的铁渣清除工作量较无交替时有了明显的增加，时间比较短。这表明锅炉停运并在此进行启动的时候，锅炉内的铁渣被脱除出一部分。

3.4 投运前和投运后除垢效果比对

为了能够进一步的分析和验证锅炉节能水处理器具有怎样的除垢效果，通过对投运之前和投运之后的水冷壁垢层展开扫描拍摄，分别进行25倍以及100倍的放大工作，得到下图2和图3。

对比图像可以看出：锅炉节能水处理器投运后，水冷壁垢层由平整状态变的凸凹不平，呈现丘陵现象，说明垢层开始龟裂、疏松并有部分脱落，促进了水冷壁管管壁的热交换。

3.5 节能运行具体效果分析

小型供热锅炉受自身条件的限制，在开展供热工作时要对空气预热器、锅炉炉膛、烟道等几处的炉灰展开彻底的清除工作，锅炉的受热和传热部分基本都是比较干净的，投入运行后就不再针对炉膛、空气预热器等部位进行积灰清除工作了。因为在进行正式的锅炉运行后，这几处受热部位随着运行的持续进行产生大量的粉尘和炉灰；再一个，锅炉管壁的垢量是处于一个不断增加和沉积的情况。会直接影响到锅炉热交换工作以及降低锅炉的工作效率。从锅炉节能水处理器正式进行投运工作后，经过一个多月的时间使得水冷壁管内垢层逐渐脱落到钢管中，有效地提高了热交换率，经过一段运营时间后煤单耗明显的表现出下降的趋势，下降幅度在30%左右。经分析，是由于经锅炉节能水处理器处理过的水的水分子团簇变小，水的粘度系数降低，阻力降低。

4 结论

经过上文的分析可以看出锅炉节能水处理器投入运行之后具有十分明显的除垢阻垢效果，同时又具有很好的节能效果，同时又能够很好地提高工业热水锅炉的工作效率，市场应用前景应该是非常广阔的。本文虽然对锅炉节能水处理器进行了研究和分析，但由于对锅炉节能水处理器的定量分析工作较难进行，因此还存在众多需要改善的地方。希望通过本文的分析，能够为锅炉节能水处理器的应用贡献一点力量。

参 考 文 献

[1] 叶平，王文祥，曾志，胡孟威，朱刚利.循环冷却水阻垢技术综述[J].广东化工，2010，06：70-71.

[2] 李怀怡，汪金海.智能变频水处理器阻垢、除垢技术应用研究[J].神华科技，2013，04：92-96.

[3] 刘智安，赵婧，赵巨东，龙山，夏添，张欣，安慧凤.高压静电水处理器腔内电场分布分析与阻垢效果研究[J].中国电机工程学报，2014，35：6296-6303.

[4] 刘波，王达友，吴云锋.换热器物理防垢技术的研究及应用[J].中国修船，2009，04：37-40.