工業鍋爐結垢原因與解決對策分析

摘要：鍋爐用水在高溫循環的作用之下，在鍋爐和管道內壁等部位極易結成污垢，鍋爐結垢導致資源的浪費同時也容易引起鍋爐事故，本文首先談及鍋爐積垢的危害和原因，分析容易積垢的部位，最后有針對性的分析了解決的對策。

關鍵詞：鍋爐水渣結垢排污

中圖分類號：TK17 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

1工業鍋爐結垢的危害

鍋爐用水在高溫循環的作用之下，在鍋爐和管道內壁等部位極易結成污垢（通常為碳酸鹽類物質），大量實踐經驗教訓表明，伴隨著鍋爐和管道內壁等部位污垢的厚度不斷地增大，污垢勢必對循環水的流速和熱的傳導等諸多參數構成負面影響，實踐經驗表明，未經過處理或處理不到位就直接加入鍋爐的用水，鍋爐經過高溫運行，在其受熱面上一定會形成水垢，隨著時間的推移而逐漸加厚，理論研究表明，水垢的導熱系數是相當大的，是鍋爐和管道材料導熱系數的幾百倍左右，所以，水垢嚴重影響著鍋爐傳熱的效果，在高溫條件下，鍋爐和管道的受熱面快速地結垢，管道的內徑逐步地減小，隨著時間的推移，時間一長勢必導致鍋爐的部分管道的彎口首先會出現受阻，并逐步放大至管道堵塞，此時循環水因為受阻，在管壁鼓包，雖然說鍋爐結垢后還是可以運行時，不過結垢導致了傳熱的效果明顯地下降，大量的燃料燃燒的熱量不能得到有效的熱傳遞，浪費了煤炭資源和人力資源，實踐證明，鍋爐的結垢的問題直接影響了鍋爐的熱效率，同時還危及安全生產。

2工業鍋爐結垢的原因

鍋爐結垢的主要原因是鍋爐運行時有水渣聚集沉淀形成水垢。鍋爐中爐水不汽化，隨著溫度達到一定的程度水中的雜質受熱分解并發生化學反應后生成水渣，如果生成的水渣懸浮力不夠強、流動性不夠好，就不容易排除爐外，如果及時地排出勢必在爐內積聚，到了一定高的濃度時，自然結成水垢。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。具體的原因有以下幾個：

（1）、鍋爐給水水質差，含有大量的雜質，加上補水量偏大都會使熱水鍋爐內有大量水渣，水渣多勢必增大了結垢的可能。

（2）、實踐證明，在水渣生成之后，水渣最初是懸浮于鍋爐水之中的，同時隨著鍋爐水循環，從有利于排出爐外這個角度出發，如何讓雜質生成懸浮力強，流動性好的水渣這正是鍋爐水處理的目的之所在，而這也是往往做得不夠好的地方，例如說，有些企業采用了反滲透出水作為鍋爐的補給水，如此做法的確是有效使得鍋爐結垢的程度有所降低。但是如果沒有配備專門的技術人員，致使反滲透裝置的運行維護缺失，勢必隨著時間的推移出現因為后膜結垢導致脫鹽率急劇下降的現象，最終導致鍋爐給水硬度達不到相應的標準的問題出現。再例如，有些單位再對鍋爐用水進行沉淀的過程之中添加了偏硅酸鈉，實踐證明，這種處理方法使得二氧化硅含量出現超標現象，致使受熱面形成硅垢。有的單位完全拋棄了鍋爐外水處理的方式，用的是物理方式對鍋爐實施水處理，這種做法無疑是加速了鍋爐的結垢速度。

（3）、從目前工業鍋爐的水循環的設計上來看，僅僅考慮了水的流速這一參數，水渣的生成運動情況的考慮有所缺失，從理論上來說這無疑給結垢留下了很大缺口。

（4）、對于水渣在沉積為水垢之前，鍋爐排污對于水渣的運動而言是最后一步，大量的實踐經驗教訓顯示，結垢很多情況下是因為排污不力所導致的。鍋爐在正常的運行過程中，排污不力導致水渣不能有效排出同時還會引起水循環遭受破壞。

大量的實踐表明，鍋爐給水的補水量偏大、水中含雜質過多和未能及時地排污等等因素普遍的存在，這些都導致了水渣問題尤為尖銳，結垢引起的事故不斷發生，造成了嚴重的經濟損失。

3主要的結垢部位

3.1鍋筒底部積渣

對于整個鍋爐而言，鍋爐筒上熱量最為集中，是主要的受熱部件，同時也是大量水渣產生并沉降的部位。理論研究和實踐表明，只要鍋爐筒前底部水循環的流速比較低時，水渣受到的重力作用比動能的影響大時就會出現沉降，導致水渣沉積，同時由于輻射作用下部分固化成為二次水垢。從實踐的經驗來看，要避免在該部位出現積渣可運行的辦法是給水渣一個向上的動力，迫使其升起來然后找尋排出的出路，而這個動力可以由回水分配來提供。

3.2水冷壁結垢

大量的實踐表明，水渣如果在水冷壁集箱里沉降會被強制循環的水動力向前部沖去，而排污口通常設在循環水入口側，這樣一來這部分水渣不利于排出而積聚下來，聚到一定量勢必導致循環通路有所阻礙，集箱內的流速增大，這樣一來，這里面會有部分水渣泛起并進入前部的冷壁管，受到外壁強烈輻射作用下，高濃度水渣不斷地轉變為水垢。要避免在該部位出現積渣可運行的辦法是鍋爐的排污口在設置上應當離循環水入口遠一些。

3.3上升管結垢

對于整個鍋爐而言，上升管位于鍋爐筒中間部位，受到上升水的影響鍋爐筒前部水渣通常情況下很難到達后部下降管被排出。如此一來，造成的后果必然是水渣容易在前部鍋爐筒底部積存的同時還增加了上升管沉積的概率。實踐表明，在鍋爐正常運行時排污，將引起上升管流速的下降，甚至出現滯流，嚴重破壞了水循環，增加了水渣滯留和結垢的可能性。

4防止熱水鍋爐結垢、結渣的對策

結合上面所述的結垢原因和結垢部位，在積垢、積渣的預防上可以從以下幾個方面進行優化：

1、在回水分配管的底部開設一排小孔，將回水引到受輻射熱的前部鍋筒底部，這樣一來，水渣在此處就不容易沉積，而是會隨著循環水一起經過前部下降管接著到達下集箱沉降后給有效地排出。

2、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。

3、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排污。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，可以通過測試鍋爐水的硬度變化來計算鍋內水渣量。

參考文獻

[1] 杜躍義.熱水鍋爐結垢、結渣的原因及對策[J]. 煤炭技術. 2009(04)

[2] 馮麗峰，宋欣，王旭，馬晨昊. 熱水鍋爐受熱面腐蝕原因分析與預防[J].石油和化工設備. 2010(06)

[3] 滕金冰.探析工業熱水鍋爐結垢的原因及防治對策[J]. 現代制造技術與裝備. 2010(03)

[4] 張麗娟.熱水鍋爐結垢的危害與防治[J]. 中國新技術新產品. 2009(12)