工业锅炉结垢原因分析及研究

刘云虹

摘要：结垢给工业锅炉的安全运行造成了很大的安全隐患，为消除这一安全隐患，应探究工业锅炉结垢的主要原因，以节能降耗为原则，采取合理的措施降低锅炉结垢率，以保障工业锅炉的安全生产、经济高效运行。本文就工业锅炉水垢的成分及主要的结垢部位、结垢的主要原因做了简要分析，并就如何防止工业锅炉结垢提出了几点解决对策。

关键词：工业锅炉；结垢；原因；对策

工业锅炉的水处理方式和水质监控是确保锅炉安全生产、经济运行的重要环节，如果以上环节出现问题，在受压元件水管侧易有水垢形成，对其传热效果造成一定的影响，使锅炉的出力降低，严重时炉管受热不均匀，或导致鼓包、开裂、堵管，甚至发生锅炉泄漏、爆炸事故。因此，应充分重视工业锅炉的结垢问题，力求使锅炉在薄垢或无垢的状况下运行。

一、工业锅炉水垢的成分及主要的结垢部位

锅炉内结生的水垢，组成成分较为复杂，一般不是一种单一的化合物，而是多种化合物的混合体。根据其不同的化学组成成分分类，主要包括碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢和混合水垢等。工业锅炉中，锅内结生的水垢大部分为钙、镁类水垢。目前而言，工业锅炉主要的结垢部位在锅筒底部、水冷壁和上升管。

二、锅炉结垢原因分析

（一）相关规章制度执行不严

对于锅炉的使用运行管理，国家有相关的规定，但在实际执行过程中，部分单位落实不到位，有章不循的情况普遍存在。且部分单位管理人员缺乏锅炉管理的相关知识，相关规章制度的执行主要靠工作人员的自觉，管理人员的监督管理职能没有充分发挥。

（二）水处理设备使用不当

1.部分单位不重视水处理工作，锅炉水处理设备没有配备，有的即使配备了相应设备，也是当作摆设。还有部分单位水处理设备老化陈旧，只能发挥简单的过滤效果，无法降低水的硬度。

2.水处理设备选型不当、与锅炉不配套，导致软水无法达到锅炉入水的要求，硬度超过正常标准，大量硬水进入锅炉，长期下去水垢必然会形成。

3.水处理措施不到位。目前，水处理的方法主要有锅内加药法（往锅内加磷酸三钠和氢氧化钠）和锅外水处理法（带盐罐的小型水处理设备）。部分单位在采用锅外水处理方法时，未化验当地水质，未根据当地水质的实际情况对设备的正洗时间和反洗时间加以设定，如果给水硬度偏大，且正洗时间和反洗时间都不充分则会发生一系列问题。前者时间不足，水质量难以达到标准，后者时间不足，则会降低树脂的交换性能甚至使其失效。另外，若所选用的水处理设备水处理能力偏小，不能满足锅炉的额定蒸发量和给水需要。水处理设备的给水压力不够、向盐罐内加盐不及时、水处理设备维护不到位等，也会导致水处理工作落实到位。部分单位在采用锅内加药法时，磷酸三钠和氢氧化钠配比不合理、只往锅内加入氢氧化钠、药品加入量过少、药品添加频率少或不固定、加药未严格按照相应操作流程进行、没有根据锅炉负荷的变化对药品添加量进行调整，以上问题的出现易导致给水无法达到预定标准，对锅炉结垢有较大影响。

（三）蒸汽回收利用率低，锅炉排污操作不到位

蒸汽经生产回收冷凝后的水水质纯净，如果将其回收利用，用作锅炉给水的备用水会使锅炉的排污量大大减少，且结垢率相对降低。然而很多单位并未做好这个方面的工作，造成资源的浪费。锅炉排污是水处理工作的重要内容，如这项工作操作控制不合理，锅炉水中的杂质没有完全及時被排出，转化为水垢的几率很大。工作人员没有严格按照相应操作规范进行排污，对于排污量、排污方式、排污时机、排污技巧无法准确把握，可能出现杂质未及时排出、加入的药剂未与杂质发生反应就开始排污等情况，预防锅炉结垢的目的无法实现。

（四）水质化验工作不到位

水质化验工作是一项技术性较强的工作，部分单位没有建立水质化验室，锅炉水质化验工作大多由本单位的司炉工兼任，部分工作人员技术能力不强，缺乏工作责任心，没有严格按照相应操作规范及时取样化验，甚至照抄以前的化验结果，水处理后的水质实际没有达到相应标准，锅炉结垢的风险大为提高。或者部分化验员对于水质化验的内容侧重点没有准确把握，只检测钙镁离子的含量、pH值、全碱度等指标，无法实现对进水、软化水、锅水等的全方位的化验，水质化验结果不准确，就无法对后续树脂的再生、锅内加药的调节和排污指导等提供准确的参考依据。

三、防止工业锅炉结垢的对策

（一）加强锅炉运行各项规章制度的落实

质监部门应加大《锅炉水处理监督管理规则》、《锅炉水（介）质处理检验规则》等相应法规的宣传，使相应单位的领导、管理人员、操作人员都充分了解，并贯彻实施。并结合本单位的实际情况及水处理的现状，制定一套规范的管理制度，以达标、安全、节能为原则保证锅炉的运行。

（二）采用正确的水处理方式

对于水处理的方式，建议采取锅外水处理+锅内加药两者结合的方式，重点加强锅外水处理，目前这种水处理方法主要采用钠离子交换器和浮动床树脂再生技术来实现。钠离子交换器是基于钠离子的强还原特性，在水进入锅炉前将其中的钙离子、镁离子等杂质置换出来，达到软化水的目的，满足工业锅炉进水的硬度要求，从而避免锅炉受压元件水管侧结垢。但这种设备需要靠人力定期加入工业盐对置换树脂进行清洗，以使钠离子能继续发挥作用，继续将水中的钙镁离子等杂质置换出来。因此要求相关操作人员在设备的调试环节加强学习，熟练进行操作，以实现防垢的目标。浮动床树脂再生技术出水质量高，但如操作不当，易发生树脂中毒。从外观看颜色从透明的黄色或乳白色明显变深，甚至变成黑色，导致水處理效果不佳，引起锅炉内结垢。因此要求操作人员严格按照相应规范进行操作，并对树脂的颜色经常观察，对水流速度进行合理控制，并结合每日的水质化验报告进行操作。另外，还要注意做好水处理设备的日常维护和保养工作。

（三）加强冷凝水回收利用，科学排污

将冷凝水回收利用作为锅炉给水是节能减排目标的一大重要措施，通过这一措施的加强，可提升锅炉给水温度、锅炉热效率、锅炉水汽质量，减少锅炉补给水量和排污量。为有效落实工业锅炉的排污工作，可安装自动排污装置，以将锅炉排污率控制在合理的范围内。以此实现锅炉排污率的科学控制，符合GB1576-2008工业锅炉水质标准相关规定。同时应注意排污要满足锅炉水位稍高、低负荷、高汽压的条件，短促间断地开启排污阀，排污结束后查看定排扩容器的出汽口保证排污阀彻底关闭，在保证锅炉水质合格的情况下降低锅炉排污量，减少水资源的浪费。

（四）加强水质人员技能培训，提高其检测能力

水质化验技术性较强，对化验人员的专业素质要求较高，且要求其具备极强的工作责任心。因此，检验人员的选定应慎重，必须具备相应的化学标准试剂配试、各种化学反应等理论知识，熟练掌握相关仪器的操作方法。另外由于这项工作较为繁琐，对数据的精确性要求高，因此要求化验人员仔细、认真对待。质监部门应定期开展相关培训，提升化验人员的业务素质。