淺析工業鍋爐水垢的成因、危害及防垢措施

薛金權

摘 要：多年的工業鍋爐檢驗工作中發現很多以水為介質的鍋爐在使用過程中頻繁結生水垢，結生水垢的鍋爐浪費燃料，除垢后影響鍋爐的使用壽命，還經常有鍋筒鼓包、水冷壁爆裂等事故發生，危及工作人員人身安全和設備安全運行，因此在這里淺析一下工業鍋爐水垢的成因和危害及應采取的防垢措施，以便提醒有關鍋爐使用單位加強鍋爐設備管理，重視鍋爐水質，提高對鍋爐水垢的防范意識，采取正確方法有效地防止鍋爐結生水垢，保證鍋爐運行中鍋爐給水和鍋水等各項指標符合相關鍋爐水質標準，從水質上確保鍋爐安全經濟運行。

關鍵詞：水垢 危害 防垢

中圖分類號：TK227 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0071-01

近年隨著我國經濟的發展各地中小企業數量猛增，鍋爐是很多企業普遍使用的特種設備，它涉及生命安全、危險性較大。以水為介質的鍋爐在使用過程中極易結生水垢，因為水中含有各種雜質。含有暫時硬度的水進入鍋爐后，隨著水溫的升高，鍋水一些鈣鎂鹽類受熱分解，從溶于水的物質變成難溶于水的物質，附著于鍋爐金屬表面，結為水垢；隨著水溫升高，鍋水中某些鹽類溶解度降低，從水中析出固相也結成水垢；還有給水中原來溶解度較大的鹽類和其他鹽堿反應生成難溶于水的化合物，容易結為水垢；鍋水內的水渣過多且粘稠時，如果不及時排污，也容易形成水垢。

1 水垢一旦結生水垢，其受到的危害是極大的，具體表現為

1.1 燃料消耗量增大

水垢是熱的不良導體，其導熱系數比鋼鐵小很多，因此鍋爐結有水垢時燃料燃燒所放出的熱量受水垢阻隔不能迅速傳遞到鍋水中，生產中為保證鍋水溫度必須多投加燃料，據估算，一臺以煤為燃料的鍋爐，水冷壁內如果結有1mm厚的水垢，燃料消耗量大約增加3%～5%。我國鍋爐臺數數十萬，結垢厚度不一，，如果有10萬臺鍋爐結垢，那浪費的煤量也是驚人的。

1.2 鍋爐受熱面損壞

結有水垢的鍋爐容易出現水冷壁過熱、變形、爆管事故，危及人身和設備安全。因為水垢傳熱差，燃燒熱量不能迅速傳給鍋水，加大燃料投入時爐膛和煙氣溫度回升高，受熱面金屬溫度也不斷升高，當受熱面金屬溫度超過正常條件的溫度時，就會過熱，強度降低，導致爐管發生鼓包、變形、甚至爆裂。

1.3 鍋爐出力降低

鍋爐出力是鍋爐的基本參數，蒸汽鍋爐用蒸發量表示（鍋爐長期連續運行時，每小時產生的蒸汽量），熱水鍋爐用熱功率表示（熱水鍋爐長期連續運行時，在額定回水溫度、壓了、額定循環水量下，每小時出水有效帶熱量）。鍋爐結垢后，由于傳熱差，要保持原來生產生活所需要的蒸發量或熱功率，就需要多投燃料，隨著水垢厚度增加，爐膛容積和爐排面積是固定的，單位時間內燃料消耗量有限，所以產生的蒸發量或熱功率（即鍋爐出力）就會降低。

1.4 縮短鍋爐使用壽命

鍋爐結生了水垢，為確保其安全經濟運行必須清除。常用的鍋爐除垢方法有人工除垢、機械除垢和化學清洗（酸洗和堿洗）除垢，無論哪種除垢方法都影響鍋爐使用壽命，縮短鍋爐使用周期。

《鍋爐水處理監督管理規則》規定，鍋爐水處理是保證鍋爐安全經濟運行的重要措施，不應以化學清洗代替正常的水處理工作。可見除垢不是治理鍋爐水垢問題的好方法，解決水垢帶來的危害，應以防為主。

2 做好鍋爐防垢工作應從以下幾方面著手

2.1 選擇適當的水處理方法

常用的水處理方法有鍋內水處理和鍋外水處理。各單位應根據設備條件、對蒸汽品質的要求及水處理材料來源等不同情況，本著因爐、因水、因地制宜的原則選擇適當的水處理方法。

鍋內水處理是向給水或鍋水中加適當的藥劑（防垢劑）與鍋水反應生成散渣，通過排污排出鍋外，以達到減輕結垢目的。鍋內水處理方法一般適用于同時符合下列條件的鍋爐：

（1）無過熱器。

（2）在運行中能可靠的排出鍋內形成的泥垢。

（3）加藥生成的泥垢不會影響鍋爐安全運行。

（4）用戶對蒸汽品質要求不高。

GB/T1576-2008《工業鍋爐水質》規定，額定蒸發量≤4t/h，且額定蒸汽壓力<1.3MPa的自然循環蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐及額定熱功率≤4.2MW的水管式和管殼式的承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐可以單純采用鍋內加藥處理水。鍋內水處理投資小，設備簡單，但水處理效果不穩定，上述鍋爐如果單純采用鍋內水處理水質達不到要求也可以采用鍋內和鍋外聯合水處理。

鍋外水處理適用于以水為介質的各種鍋爐，采用專門的水處理設備系統的對給水進行處理，有化學方法（鍋外離子交換）和反滲透，電滲析等物理方法，設備經安裝調試檢驗合格，保養維護操作合理，水處理效果很穩定很理想，但投資大，對水源水質要求高，如果水源水質太差需要進行預處理。

無論采用那種水處理方法，工業鍋爐的水質都要保證給水和鍋水的各項指標符合GB/T1576-2008《工業鍋爐水質》要求。

2.2 使用期間加強鍋爐水質管理

鍋爐使用單位應結合該單位實際情況，建立健全規章制度（應包括水處理管理制度、崗位責任制設備運行和維護保養制度），設立專職或兼職的經過培訓取得合格證的水處理管理作業人員，嚴格執行各項規章制度，并根據鍋爐參數和汽水品質要求，對鍋爐的原水、給水、鍋水、回水的水質及蒸汽品質進行分析。每次化驗分析的時間、項目、數據及采取的相應措施均應填寫在水質化驗記錄表上。

為保證鍋爐水各項指標控制在標準范圍內，運行中司爐人員要根據水質情況排出含鹽量較高的鍋水和沉積的泥垢。一般的，蒸汽鍋爐每班至少排污一次，熱水鍋爐依水質化驗結果而定。

對備用或停用的鍋爐或水處理設備必須做好保養工作，防止鍋爐和水處理設備引起嚴重腐蝕，防止樹脂中毒，以免造成水處理設備投入運行時失效。

綜上所述，鍋爐結生水垢源于水質不良，有水垢的鍋爐浪費燃料，容易引起受壓元件損壞，降低鍋爐出力，影響鍋爐使用壽命，使用單位應按自己實際情況選擇合適的水處理措施，加強水質管理，確保鍋爐水質符合有關規定標準，以便提高鍋爐能效，防止鍋爐事故發生，確保鍋爐安全經濟運行。

參考文獻

[1] 遼寧省質量技術監督局特種設備安全監察處編制的司爐讀本[M].5版.北京：中國勞動社會保障出版社，2008.

[2] 國家質量技術監督局頒發的鍋爐水處理監督管理規則[S]，1999.

[3] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.中國國家標準化管理委員會頒發的GB/T1576-2008工業鍋爐水質[S].北京：中國標準出版社，2009.