工業熱水鍋爐結垢的原因及防治對策

張英男　邵寬仁

摘要：通過簡要介紹遼源礦業(集團)西安煤業公司目前運行的鍋爐，在使用過程中發生事故的案例，分析了事故主要原因，并提出了如何避免鍋爐事故發生的方法及對策，對保證工業鍋爐安全生產運行具有十分重要意義。

關鍵詞：工業熱水鍋爐；結垢；排污；防治對策

中圖分類號：TP23

文獻標識碼：A

文章編號：1672—3198(2009)11—0285—01

0前言

工業供熱鍋爐在煤礦安全生產中占有十分重要地位，遼源礦業(集團)西安煤業公司擁有鍋爐76蒸噸／22臺，主要用于冬季井口絞車道及候車室送暖風加熱和地面廠房及辦公場所供熱。其中熱水鍋爐10蒸噸／2臺，每年鍋爐停爐后，集團公司鍋爐檢驗所在對鍋爐定期檢驗過程中，都會發現熱水鍋爐出現結垢現象。有的甚至在生產過程中出現水冷壁以及拱管爆管，或鍋爐筒下部過熱鼓包的事故，從而導致鍋爐停爐，影響正常供暖，因此加強鍋爐管理和使用，對保證鍋爐安全生產運行尤為重要。

1幾起鍋爐事故案例

(1)2006年從集團公司職工總醫院調到二斜井鍋爐房的DZL2.8—0.7／95／70－AⅡ型鍋爐，在總醫院停爐后，檢定發現渣爐筒前底部積結垢鼓包，前部水冷壁結垢，爆管。后管板結垢產生過熱裂紋。調到二斜井鍋爐進行大修后，檢測合格投入運行。

(2)2008年機修DZL2.8—0.7／95／70—AⅡ型鍋爐，檢驗時發現爐筒前底部積渣結垢，后部水冷壁結垢，前部對流上升管上端結垢，管口區積渣；該鍋爐現已更新為6噸節能型熱水鍋爐。

2熱水鍋爐結垢原因分析

(1)熱水鍋爐結垢原因。熱水鍋爐結垢的主要原因是鍋爐運行時水渣形成水垢，熱水鍋爐爐水不汽化，水中的雜質由于加熱分解，相互反應而生成水渣。爐內水處理的目的和作用主要是讓雜質生成懸浮力強，流動性好的水渣，以利于排出爐外。鍋爐給水水質不良，補水量偏大都會使熱水鍋爐內有大量水渣。水渣生成后，最初以懸浮狀態存在于鍋爐水中，并隨鍋爐水循環。如果它不能及時通過排污管路排出爐外，當在爐內積聚到一個高濃度時，就會結成水垢。而事實證明，鍋爐內水處理的防垢性能，只有水渣在低濃度下起作用。當水渣積到高濃度時就會在鍋爐內受熱面上生成二次水垢，或在循環流速低的部位沉積水渣。水垢和沉積鍋筒底部的水渣對鍋爐危害是很大的，目前熱水鍋爐的水循環設計只考慮水的流速，沒有把水渣的生成運動考慮在內，這無疑留下了很大隱患。由于水質不良、補水量偏大，排污不及時等現象的普遍存在，使水渣問題更為突出，事故不斷，造成嚴重的經濟損失。因此加強管理，提高鍋爐水處理質量，對保證鍋爐安全生產運行具有十分重要意義。

(2)鍋筒底部積渣。鍋爐筒上是熱量集中和主要受熱部件。大量水渣要在這里產生和沉降。如果鍋爐簡前底部水循環流速很小，水渣的重力作用大于動能(爐骨水處理時還要克服電荷作用)就會沉降。找不到出路的水渣在這里沉積下來，在輻射作用下部分固化為二次水垢。要避免這種現象就要給水渣一個動力。讓它升起來找到出路。這個動力我們可以通過回水分配來獲得。

(3)水冷壁結垢。沉降在水冷壁集箱里的水渣會被強制循環的水動力沖向前部，排污口設在循環水入口側不利于排污。當水渣到一定量時使循環通路受阻，集箱內流速增高，部分水渣會泛起進入前部冷壁管，高濃度的水渣在外壁強烈輻射作用下不斷變成二次水垢。熱水鍋爐的排污口應遠離循環水入口處。

(4)上升管結垢。上升管位于鍋爐筒中間，受其上升水的影響鍋爐筒前部水渣很難到達后部下降管排出。這不但導致水渣在前部鍋爐筒底部積存，還增加了上升管沉積。如在鍋爐正常運行時排污，會使上升管流速下降或滯流，破壞水循環，增強水渣滯留和結垢。

(5)后管板裂紋，熱水鍋爐后管板區域水循環弱，易發生水渣停滯濃積，部分水渣附在后管板上或成為水垢。水質不穩定時，脫落的垢塊易卡在附近管間，減弱循環，增加積垢面，導致過熱裂紋。增加該處的循環流速也可通過循環水引射來實現。

(6)排污。熱水鍋爐排污是水渣運動的最后一步，許多結垢事故都是由于排污不當所致。在鍋爐正常運行時，排污時如排不出水渣，還會破壞水循環。正確的排污方法是在鍋爐壓火后，循環系統轉弱時進行，此時不存在破壞水循環問題，也有利于水渣沉降排出；強制循環系統宜在循環泵停止后，水渣沉降較完全時進行。設計水渣的運動就是要讓其務必走完排污這最后一步，盡快從鍋爐消失。有時很難判斷鍋爐內水渣情況，我們通過測鍋爐水的硬度變化來計算鍋內水渣量。

3防止熱水鍋爐結垢、結渣的對策

(1)在回水分配管底部開一排小孔，將回水引射受輻射熱的前部鍋筒底部，使水渣不能在此處沉積，而隨循環水進人前部下降管到達下集箱沉降排出。改造后試運行兩個取暖周期，未發現鍋筒上積渣結垢。使用效果很好，經濟效益顯著。

(2)將水冷壁集箱后部排污改為前部排污。該爐型無下降管，鍋筒內的水渣只有通過對流管退出，而對流管前升后降的布置，使水渣很難退出。這一優選的新穎結構從這方面看是有缺陷的。建議對隔煙墻進行重新改進，應布置為這樣結構；改變煙氣流程使對流管前后降改為兩側升中間降。這樣處于鍋筒底部的對流下降管為其各部位水渣提供了很好的出路，水渣容易進入下降管集箱沉降排出。

(3)改兩側集箱后部進水為鍋內給水管鉆孔布水，前部鍋筒底部增設下降管。在回水分配管底部開一排小孔引射鍋底，前部引射水冷壁下降管，后部引射后管板，注意引射水不直接沖刷后管板。后管板處鍋水受引射帶動循環流速增加，避免了水渣滯留，防止了鍋爐結垢等問題，解決了水冷壁管結垢，前部鍋底回水受引射動力作用下水渣不能沉積，而是通過下降管到達集箱退出或通過鍋筒后部排污管路排出。

4結論

熱水鍋爐在運行中，水渣積聚到一定濃度時就會生成二次水垢，在一定的濃度和低流速條件下水渣會沉積，造成水冷壁以及拱管爆管，或鍋爐筒下部過熱鼓包的事故，從而導致鍋爐停爐，影響正常供暖。要解決鍋爐管壁內水垢問題，應給鍋爐內循環水以足夠動力，讓其沿設定的路線運動，在設定的部位沉降，并及時排出水渣，只有正確排污并及時排出水渣，才能確保鍋爐安全運行。

參考文獻

[1]鹿道志，工業鍋爐司妒教程(第二版)[M]，北京；航空工業出版社，2005