锅炉维修中水垢的预防与处理对策探析

郑 波

（抚州市特种设备监督检验中心，江西 抚州 344000）

作为提供工业生产热能中的重要设备，锅炉负责将燃料加热至规定参数，从而获得高质量热能，这让其长时间处于高温环境，极易产生磨损，这让维修成为保证锅炉高效工作重要手段。而对锅炉维修时，可以有效处理水垢，避免其在以后锅炉应用再次产生，从而避免因水垢影响热量传导，需要更多能源才能获得相应热能，达到降低能源消耗目的。

1 锅炉内水垢产生原因

水垢产生主要原因是水，水会在锅炉内获得高温，而这种特殊环境会造成水中各类物质被高压、高温共同影响，发生改变物质形态的化学反应，产生沉积即为水垢。其产生原因可以总结为以下内容：温度。锅炉在生产中会让锅炉内部不断上升温度，而水中含有部分溶解盐，则在高温影响下产生会分解反应，而沉淀物则会在锅炉内部形成吸附现象，进而构成水垢。而且部分物质会在水温下降，同样产生沉淀，进而构成水垢；离子反应。水中盐类会在锅炉使用中不断和其中多种物质产生化学反应，而且锅炉金属物质也会在高温影响下，产生负电荷离子，再和水正电荷离子产生结合反应，同样会构成水垢；蒸发。锅炉会创造一个稳定高温环境，会导致锅炉内部水产生蒸发反应，自身则会出现浓缩现象，纯净的水变成蒸汽由锅炉送出，使炉内水中的盐类物质不断浓缩，含量不断升高。在锅炉给水含盐程度达到饱和状态或过饱和状态时，盐类物质就会从水中析出，生成固态沉淀物。它们一部分粘附在热负荷较大的受热面上，形成坚硬或松软的水垢，另一部分则悬浮在炉水中，随炉水循环而流动。当受热面处水循环不良、流速较低时，则沉积在受热面上形成二次水垢，或者沉积于流速本来就不高的锅筒、集箱下部，形成泥垢，随定期排污而排出炉外。因此，水垢的产生，除与锅炉给水中杂质的成分和含量有关外，很大程度还取决与锅炉的运行状态。水的蒸发强度越大，循环速率越高，就越容易生成容易被水循环破坏的疏松沉淀物，可以减少水垢在锅炉蒸发面上集结的数量。与此相反，蒸发强度越小，循环速率越低，就越容易在锅炉蒸发面上结成水垢。水渣转化。锅炉投入使用时间过长，其内部不仅会产生影响正常使用的水垢，还会产生一些水渣。如果对锅炉维护时没有对水渣及时清除，部分具有较强吸附性能力水渣就会在锅炉内长期累积，同样会产生水垢。还有其他一些产生水垢原因，多是为处理不及时产生水垢。

图1 锅炉水垢长期积累后的示意图

2 水垢危害

如果在锅炉中产生水垢，其危害覆盖广，影响深远：水垢会在锅炉正常运作时，阻碍燃料产生热能向锅炉内部传递过程，降低锅炉传热率，导致热量大量流失。如果想要获得锅炉生产需求，就需要额外增加燃料消耗，从而提升燃料使用量；而且锅炉内水垢也会对锅炉带来严重安全隐患，如果水垢在形成后缺少管理，在长期沉淀中会逐渐影响锅炉传热后，进而存在爆管安全隐患，对于操作人员生命安全造成影响，对于生产企业同样会造成经济损失。锅炉受热面的传热特性对锅炉的运行有非常密切的关系。而锅炉水垢都发生在受热面，而且受热温度高、沸腾越强烈的受热面越容易产生水垢。锅炉运行实践及各种资料均表明，水垢对锅炉的危害，主要是因为它的导热性。当锅炉受热面管子结水垢后，锅炉效率将明显下降。水垢也会让锅炉频繁维修，降低实际应用寿命，提升设备运行成本，对于生产企业降低经济效益，需要采用合适方法实际处理。

3 防护水垢

3.1 预防水垢

从上文分析水垢生成原因可以看出，水垢产生主要原因即是水，而想要在锅炉使用时对水垢做到预防，就要将水作为重要关注对象处理。在现有技术应用条件下，处理锅炉内部水多使用两种方法，即炉外与炉内处理。在炉外对水进行处理，主要借助离子交换原理，通过交换剂，将水中产生锅炉水垢各种离子充分置换，从而达到软化水目的。而在当前科技快速发展，也出现以该技术为工作原理相关设备，可以实现全自动软化生产用水，有效降低水垢产生概率；在锅炉内部进行水处理，主要是通过向作业水科学投放定量化学试剂，让水垢在水中转变成泥垢，借助锅炉排污方法，将水垢彻底处理干净。这种处理方法相较于锅炉外处理，实际投入成本相对低，使用也较为简单，并不需要太多技术门槛。可是这种方法是将原本的水垢转变成泥垢，排放到自然环境中则会出现二次污染，会增加企业生产排污量。为保障自然环境，相关部门针对企业生产的锅炉排污制定严格标准，导致这种锅炉内部处理方法在使用时要适度。锅炉中水垢处理并不会短期集中处理任务，而是需要以长远发展角度处理的系统性工程，所以在处理时要根据企业生产情况，当地排污要求等，综合实际应用情况，从而获得最佳治理方法，应用最优处理措施，为企业高效生产贡献力量。

3.2 软化水

软化水即炉外处理，因为其是目前企业应用频率最高一类预防水垢手段，所以值得详细分析。其主要原理是通过借助可以降低水的硬度专业设备，实现预防水垢。一般会将该设备安装于锅炉进水口位置，让生产用水在进入锅炉前就做好软化工作。整个操作高效简单，而且过程已经实现自动化，在省水省电方面也有良好效果。软化水设备核心技术可以理解为，通过就阳离子交换软水器，多为树脂，将其和水中、，等水垢主要组成成分充分置换，达到软化水目的。而在树脂不断进行置换操作，其内部的、会逐渐增加，进而造成树脂去除、效率也会逐步降低。在这个时候只需要对数值片更换即可重新投入使用。

4 锅炉内水垢处理

虽然对于水垢做好预防工作，可以有效降低水垢产生，可是无法完全杜绝水垢在以后锅炉使用中继续产生，为有效处理水垢，仍需要做好处理工作。

4.1 人工除垢

作为一种较为实用的除垢方法，其操作是由人工手持钢丝刷或其他工具，对于锅炉内部彻底维修，实现除垢操作。虽然该方法易于操作，可是依赖工人对于除垢工作的熟练度，也需要额外支出人力成本。同时，该方法实际除垢效率一般，还会存在因人工操作不当，对于炉体造成损伤。

4.2 酸洗除垢

酸洗除垢主要借助酸洗剂，对于水垢彻底清洗，将其融入酸洗剂后，再用清水处理干净，从而将水垢去除的一种方法。而酸洗剂主要成分为盐酸和缓蚀剂，既可以实现水垢消除，在应用时也不会对锅炉地步造成损害，通过剥离水垢方法，避免以人工除垢方法对锅炉造成机械损伤。但是在除垢后的废水要加强处理，在达到排放标准后才能将其排放。

4.3 碱煮除垢

与酸洗除垢类似，碱煮除垢也是利用化学物质实现水垢清除，主要是通过碱性液体软化水垢，再通过持续加热液体，达到良好除垢效果。但是单纯应用该方法，实际除垢效果略低于酸性除垢，而两者相互结合则可以达到较好除垢效果。虽然碱性液体对水垢清除操作门槛低，而且副作用较小，但需要在锅炉内持续加热一段时间，会造成燃料产生浪费情况。

4.4 电脉冲共振

在当前科学技术快速发展的当下，借助现代化技术制成电脉冲共振逐渐成为锅炉内部水垢处理主力。通过调整电脉冲频率，搜寻和水垢相同频率，借助共振原理，对锅炉内水垢产生振动反应，从而实现除垢，而在锅炉内水在共振影响下也可以提升活性，从而提高水垢溶解度，有效处理水垢。而且，锅炉内部存在结垢物质，也会在共振影响下产生内部碰撞，从而让其表面消除电荷，让其失去吸附锅炉内产生沉淀能力，获得长期有效除垢效果。

5 结论

锅炉正常运行需要在多方面严格重视，而水垢则是决定其是否需要更多能源消耗，才能有效提供热能其中一个因素，在实际应用时应从整体角度出发，合理分析锅炉运行涉及内容，并以科学方法处理掉不良因素，保证锅炉发挥最大经济效益。而对于水垢处理和预防，本文虽然给出相应对策，但在实际应用时仍需要以锅炉实际应用情况为准，严格落实相关工作。