浅析工业锅炉化学清洗的必要性

魏冬雪+杨芳

【摘要】本文针对工业锅炉运行压力低、给水品质不高等问题进行了分析，同时分析了工业锅炉结垢腐蚀的危害，最后强调工业锅炉化學清洗的重要性。

【关键词】工业锅炉；结垢腐蚀；爆管；化学清洗

前言

目前，工业锅炉在生活中也占有着举足轻重的地位，例如供暖、制药等行业，然而在锅炉的运行过程中，锅炉给水中的Ca、Mg等离子会在锅炉内沉积结垢或腐蚀，导致锅炉热效率降低，严重甚至会发生爆管等事故。因此，工业锅炉的腐蚀结垢问题不容忽视，为了避免事故发生，使锅炉安全稳定得运行，定期对锅炉进行化学清洗是十分有必要的。

一、工业锅炉给水控制指标

由于工业锅炉普遍运行压力低，对给水品质要求不是特别严格。工业锅炉通常给水要求指标有：硬度（YD）、碱度（JD）、氯离子（Cl-）等。硬度（YD）：是控制锅炉给水的重要指标，硬度越高锅炉结垢越严重，所以锅炉给水硬度越小越好。根据GB1576对工业锅炉的规定：①蒸汽锅炉：采用锅外水处理时限制给水硬度≤0.03mmol/L，采用锅内加药处理时限制给水硬度≤4mmol/L；②汽水两用和热水锅炉：采用锅外处理时硬度≤0.6mmol/L，锅内加药处理的硬度≤6mmol/L。碱度（JD）：是控制锅水的一个重要指标之一，锅炉在运行期间不断循环蒸发，使锅水不断浓缩，所以碱度值原来越高，过大会产生碱性腐蚀，苛性脆化腐蚀，也影响蒸汽品质，还容易发生汽水共腾事故；过小会发生氧腐蚀。工业锅炉通常要求给水碱度范围为6-26mmol/L。

工业锅炉水处理通常采用软化器软化、除氧器除氧以及添加化学药剂等处理方法。

二、工业锅炉的腐蚀结垢及危害

即使经过处理的软化水，其中的离子仍然会经过化学反应在锅炉表面沉积，从而影响锅炉的热传递效率造成能源浪费。当在锅炉内壁形成水垢后，在形成水垢的地方导热效率较差，从而使得锅炉中各处受热不均，锅炉水垢处受热后无法依靠锅炉水进行冷却，从而造成锅炉受热面的表面温度不断增高，使得锅炉钢材的抗拉强度降低，长期的锅炉运行后容易使得锅炉的钢板鼓包或是爆裂。

锅炉运行一段时间后，在炉管上往往会粘附一层白色硬皮，俗称水垢。水垢的主要成分是溶解度较小的钙、镁盐类，其形成的主要原因是锅炉给水中的硬度偏高，而锅水的pH值和碱度等防垢的重要指标偏低。据统计，锅炉中所产生的水垢的导热率只有锅炉内壁导热效率的2%～30%，同时随着锅炉内壁水垢的厚度的不断增加，使得锅炉的导热效率也会越来越差，为达到同样的效果需要消耗更多的燃料。另外排污过量，加上给水硬度过高，从而导致碱度和pH过低。如果锅水碱度和pH过低，不利于防垢。因此锅水中需要维持一定的碱度和pH，使之与硬度反应。只有足够的碱度和pH才能生成容易排出的水渣从而达到防垢目的。由此可见，锅炉结垢的主要原因是水质不良和排污不科学，而水质不良主要是由于水处理设备配备不合理、运行不正常和维护不当造成的。

据有关数据表面，锅炉内壁的水垢每增加1.5mm则需要增加6%的能源消耗，当锅炉内壁中的水垢达到5mm时，总体的锅炉热传递效率只能达到85%左右。割取长期未经清洗的锅炉水冷壁进行检查，发现水冷壁管向火侧有明显“鼓包”现象，部分管段有裂纹鼓包、裂纹部位，可以看出，垢下的水冷壁管发生了严重腐蚀，鼓包变形严重，水冷壁管强度明显下降。

因此，工业锅炉一旦发生腐蚀和结垢后果相当严重，不仅仅影响日常正常生产浪费能源，而且有可能发生爆管等事故，严重影响安全生产。

三、工业锅炉的化学清洗

锅炉化学清洗是指采用一定的清洗工艺，通过化学药剂的水溶液与锅炉汽水系统中的腐蚀产物、沉积物和污染物发生化学反应而使锅炉受热面内表面清洁，并在金属表面形成良好钝化膜的方法。化学清洗是防止受热面因腐蚀和结垢引起事故的必要措施，同时也是提高锅炉效率、改善机组水汽品质的有效措施之一。

工业锅炉的酸洗相比电站锅炉具有很大的差异性，具体如下。

（1）锅炉结垢量大，管道可能存在局部腐蚀穿孔的情况（停炉检查发现是否有鼓包现象）；

（2）锅炉标高低；过流截面大，达到0.89m2；酸洗时需要低扬程大流量的清洗泵；

（3）水容积小，需要采用合适的清洗剂，防止清洗过程中垢盐的过饱和沉淀；

（4）无加热蒸汽源，清洗液温度保障困难；

（5）无除盐水，锅炉补给水为软化水；

（6）锅炉死角多，酸洗残渣不易冲干净，影响钝化效果；

（7）锅炉最高点无排气，酸洗产生的气体只能通过回酸管回到清洗箱。

只要针对以上特点采取好措施，工业锅炉的化学清洗也可以做得非常好。

五、结论

综上所述，对于工业锅炉而言，化学清洗是非常有必要的，不但能够避免锅炉被腐蚀，制止腐蚀范围进一步扩大，也是节能、保护环境方面不可或缺的关键性手段。在科技日益发展的浪潮中，锅炉化学清洗应用范围日渐扩大，化学清洗技术也得到发展，各种清洗技术应运而生，比如，在线清洗技术。为了保障锅炉化学清洗质量，需要通过不同途径采取多样化的方法，客观地评价其清洗质量，避免留下安全隐患，导致安全事故频繁发生，影响锅炉设备的稳定运行，导致相关的操作无法顺利进行，合理控制运营成本，提高运营效益。

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作者简介：

魏冬雪（1989-），女，汉族，吉林磐石人，硕士，助理工程师，主要从事化学分析相关工作。endprint