淺析鍋爐水垢清除的方法

摘要：鍋爐在運行時，由于鍋爐水質不良或水處理方法不當，管理不善，甚至不進行水處理，鍋爐在運行一段時間后，水中雜質會粘附在鍋筒和管壁上，這種現象稱為結垢，這層結垢物稱為水垢，鍋爐積垢、結垢之后，不但浪費燃料，還會引起鍋爐金屬腐蝕和惡化蒸汽品質，還會進一步威脅鍋爐的安全運行。因此，必須設法消除它，以達到鍋爐安全、經濟、高效、可靠的運行和保證生產的目的。

關鍵詞：鍋爐水垢；清除方法；堿法除垢；酸法除垢；化學除垢

中圖分類號：TK22 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）33-0062-03

鍋爐水垢清除的一般方法有手工除垢、機械除垢、化學除垢三種，可視具體的情況而選用。通過20多年來的工作經驗積累，與同行同仁分享交流，這里我重點和同行分享化學除垢常用的方法，即堿法除垢和酸法除垢這兩種。

1 堿法除垢

1.1 堿煮法

堿煮法適用于清除鈣、鎂的硫酸鹽水垢以及鈣、鎂的硫酸鹽與硅酸鹽的混合水垢。堿煮可以使水垢松軟，易于機械清除，因此，當采用機械除垢前，鍋爐先用堿煮，則除垢效果很不錯。

堿煮用藥量，與鍋爐的結構、水容量和水垢厚度有關，一般工業鍋爐按一立方米水容量取用純堿和火堿法時，則每一立方米鍋水加入磷酸三鈉5～6千克和火堿3～5千克。

鍋爐在投藥前應先進水至水位表最低可見水位，再將配制成15%～20%濃度的藥液投入鍋爐，堿煮過程中應維持較高水位，采用常壓或升壓到0.15～0.2兆帕壓力下煮沸30～40小時，堿煮結束后，應使鍋水自然冷卻至70℃左右時，才能全部放出鍋水，并立即打開鍋爐孔蓋，用清水沖洗掉松軟的水渣和沉積在鍋筒底部的泥渣垢塊，并及時對尚未脫落的水垢進行機械清除，防止松軟的水垢重新硬化而難以清除。

對于使用非碳酸鹽硬度較高的水質，主要是鍋水堿度偏低而引起的結垢，當鍋爐在運行時保持鍋水總堿度在20～22毫克當量/升范圍內，是能有效地控制水垢生成的（當鍋爐在運行中應按時化驗堿度，定時排污并補充堿液進行鍋內水處理）。

1.2 純堿-栲膠法

這一方法適用于結有碳酸鹽水垢的小型鍋殼鍋爐。每一立方米鍋水加純堿2～3千克和栲膠8～10千克，加藥后在較低于鍋爐工作壓力下煮3～4天后，按堿煮法停爐進行沖洗。如煮一次的效果不理想，可連續煮2～3次。

此法除垢的原理是栲膠的主要成分單寧在起作用。單寧滲透到水垢與鍋爐金屬接合處，在金屬表面上形成單寧酸鐵保護膜而破壞了水垢與金屬之間的連接，使水垢脫落并能阻止和減緩新水垢的生成。

2 酸法除垢

用酸清除水垢，可使用鹽酸、磷酸、鉻酸及氫氟酸，但不使用硫酸。因為硫酸濃度雖比鹽酸高，但因缺乏良好的緩蝕劑，特別是當水垢中含有較多的鈣鹽時，能在水垢表面生成硫酸鈣硬膜，使膜下的水垢不易接觸到酸液而影響酸洗效果。硫酸和鉻酸的酸洗效果雖然比鹽酸更有效，但其價格太貴而且貨源稀少，所以一般都采用鹽酸。當清洗以硅酸鹽水垢為主要成分時，需要添加適量的氫氟酸，以便清洗的進行。

2.1 酸洗除垢的基本原理

用添加了緩蝕劑的酸液對鍋爐進行清洗，使碳酸鹽水垢溶解和脫落，并隨酸液排出鍋外而達到清洗水垢的目的。

鍋爐用酸液清洗除垢，常采用鹽酸為清洗劑，鹽酸對水垢有以下的作用：

2.1.3 對含有碳酸鹽、硫酸鹽或硅酸鹽的混合水垢，由于鹽酸能溶解其中的碳酸鹽成分，從而使水垢逐漸變得疏松而脫落。

由于酸對鍋爐金屬具有腐蝕作用，所以鍋爐在酸洗時必須加入一定量的緩蝕劑以減緩酸的腐蝕作用。它的原理是緩蝕劑與金石表面或溶液中的某些離子發生反應后的生成物覆蓋在金屬表面上，使金屬處于鈍化狀態，從而抑制了金屬的腐蝕。

2.2 酸洗前的準備

2.2.1 停爐后除掉鍋筒內和集箱底部的泥渣，并用清水沖凈。如果與其他鍋爐并用時，應事先做好可靠的隔離工作，以確保人身和鍋爐的

安全。

2.2.2 對鍋爐進行內外部的檢查，鍋爐的焊縫和管子脹接處應嚴密不漏，如有滲漏或裂紋等缺陷，應予修復。并觀察鍋筒內水垢分布狀況與

厚度。

2.2.3 取少量的水垢放入濃度為5%的鹽酸溶液內浸泡以判別水垢的性質，若水垢能溶解，則說明可用酸洗法除垢。

2.2.4 準備好供酸洗、中和、鈍化保護用的藥劑、耐腐容器和其他必需工具以及勞動防護用

品等。

2.3 酸洗工藝簡介

2.3.1 酸洗時鹽酸的用量。原則上應根據水垢的重量，按與酸進行反應的化學當量進行計算。但鍋爐內所結水垢由于受熱面部位不同，其厚度、成分、比重都不相同，所以其重量很難確定，同時酸洗溶液濃度又與鍋爐的水容量有關。因此，用酸量可根據水垢的平均厚度確定，按鍋爐水容量估算出酸耗量，再折合成工業鹽酸需用量。酸洗溶液濃度一般不主張過高，如在酸洗過程中酸量不夠，應再適當補充新酸洗液，一般配制酸洗溶液時濃度不宜超過8%

2.3.2 酸洗溫度和時間。酸洗除垢時，酸洗溶液溫度升高，能提高除垢的效果，但金屬的腐蝕速度亦迅速增加，因此，酸洗液溫度要選得合適。一般用鹽酸清洗碳酸鹽水垢時，在室溫下即可；對于混合水垢，可在不超過緩蝕劑使用溫度下選擇酸洗溫度。

酸洗過程中應進行化學分析，酸洗過程是否結束也應由化學分析的測定方法來決定，一般為4～6小時即可，最長不能超過8小時。

2.3.3 酸洗方法。酸洗方法有浸泡法和強制循環法兩種。浸泡法是依靠酸與水垢的化學反應時產生的氣體和酸液濃度的變化來使酸液擴散和攪動的。浸泡法所使用的設備簡單，酸對鍋爐金屬的腐蝕小，但清洗效果較差。強制循環則必須依靠泵的工作迫使酸液在鍋爐中流動，清洗效果較好，但會使鍋爐金屬腐蝕的速度增加。故而在工業鍋爐中常采用浸泡法和強制循環法相結合的方法來獲得較為理想的除垢效果。

酸洗過程中應每隔30分鐘，定期測定酸洗液的濃度和溫度。當測定的濃度小于0.2%時，或酸洗液里基本無氣泡上升，說明水垢已經基本清洗干凈，再浸泡0.5～1小時，酸洗過程即可結束。此時，如果水垢尚未清洗干凈，而且酸洗液的濃度小于1%時，可排掉部分廢液，再補充一定濃度的新酸洗液，繼續進行酸洗，直至清洗干凈為止。

2.3.4 中和、鈍化保護。酸洗除垢效果良好時，鍋爐金屬壁上的水垢和氧化膜被除掉，金屬壁上殘留的酸液會使金屬發生嚴重腐蝕，這是非常危險的，必須采取中和、鈍化等保護措施。因此，要求酸洗后，用堿中和金屬壁上的殘留酸液，同時加入磷酸三鈉使金屬表面形成磷酸鹽的保護膜。對于較大型的工業鍋爐，在用堿中和后，最好用亞硝酸鈉溶液做鈍化處理，亞硝酸鈉溶液應采取強制循環流動的方法時效果比較好。使鍋爐金屬表面在亞硝酸鈉的強氧化劑作用下，形成致密、均勻的氧化膜，以保護鍋爐金屬免遭腐蝕。

2.3.5 酸洗后的處理。中和、鈍化后，應排盡廢液，用清水沖洗干凈，再打開人孔、手孔蓋，把已脫落的水垢殘渣全部清除干凈，并用壓力水沖洗至所排出的水澄清為止。最后將酸洗的情況詳細填寫入酸洗除垢記錄表內，歸入鍋爐技術檔案，以便查閱。

酸洗后的鍋爐一般不作備用爐，應投入使用。在運行初期，可向鍋內投入堿性藥劑，使鍋水的堿度保持在14～20毫克當量/升范圍內。如鍋水混濁可增加排污次數和排污量，直至鍋水品質轉入合格正常為止，若不能馬上投入運行時，必須采取停爐保養措施。

3 結語

綜上所述，鍋爐結垢不但降低鍋爐的熱效率，浪費燃料，還會引起鍋爐金屬受熱面過熱，破壞正常的鍋爐水循環，引起鍋爐金屬腐蝕和惡化蒸汽品質，還會進一步威脅鍋爐的安全運行，因此，本著安全、經濟、高效、可靠的原則，我認為，應從以下幾個方面搞好鍋爐除垢工作：

（1）應搞好水處理工作，盡量少用酸洗方法除垢，在同一臺鍋爐上不得在短期內連續進行酸洗。酸洗工作最好由專業酸洗單位承擔。

（2）酸洗前應在汽、水管道的閥門上掛牌示意，最好加盲板隔斷與其他鍋爐的聯系，以避免誤操作而發生事故。鍋筒上部應有排氣孔，以便酸洗時產生的氣體順利排出鍋爐。

（3）酸洗時，操作人員應做好自身防護工作，并準備好2%的小蘇打液和硼酸液等藥品，以防止酸、堿液濺到皮膚上而發生燒傷事故。

（4）酸洗現場要加強通風，防止酸洗時產生易燃易爆氣體積聚而發生事故，禁止在現場有明火和吸煙現象。

（5）酸洗操作過程中，應嚴格控制酸洗液的濃度和溫度以及酸洗溶液停留在鍋爐內的時間。

（6）酸洗后鍋爐必須經過堿中和、清水沖洗后，人員才能進入鍋爐內檢查和作業。

（7）酸洗后排出的廢液應采用石灰水中和，以避免腐蝕下水道和污染環境。

參考文獻

[1] 呂志信.司爐工等級培訓教材（上、中、下冊）[M].北京：航空工業出版社，1997.

[2] 劉積賢.工業鍋爐安全技術[M].北京：化學工業出版社，1993.

作者簡介：孫玉生（1969-），男，云南楚雄人，云南煙葉復烤有限責任公司楚雄復烤廠助理工程師，研究方向：鍋爐的節能、環保。

（責任編輯：周 瓊）