淺析工業鍋爐化學清洗的必要性

魏冬雪+楊芳

【摘要】本文針對工業鍋爐運行壓力低、給水品質不高等問題進行了分析，同時分析了工業鍋爐結垢腐蝕的危害，最后強調工業鍋爐化學清洗的重要性。

【關鍵詞】工業鍋爐；結垢腐蝕；爆管；化學清洗

前言

目前，工業鍋爐在生活中也占有著舉足輕重的地位，例如供暖、制藥等行業，然而在鍋爐的運行過程中，鍋爐給水中的Ca、Mg等離子會在鍋爐內沉積結垢或腐蝕，導致鍋爐熱效率降低，嚴重甚至會發生爆管等事故。因此，工業鍋爐的腐蝕結垢問題不容忽視，為了避免事故發生，使鍋爐安全穩定得運行，定期對鍋爐進行化學清洗是十分有必要的。

一、工業鍋爐給水控制指標

由于工業鍋爐普遍運行壓力低，對給水品質要求不是特別嚴格。工業鍋爐通常給水要求指標有：硬度（YD）、堿度（JD）、氯離子（Cl-）等。硬度（YD）：是控制鍋爐給水的重要指標，硬度越高鍋爐結垢越嚴重，所以鍋爐給水硬度越小越好。根據GB1576對工業鍋爐的規定：①蒸汽鍋爐：采用鍋外水處理時限制給水硬度≤0.03mmol/L，采用鍋內加藥處理時限制給水硬度≤4mmol/L；②汽水兩用和熱水鍋爐：采用鍋外處理時硬度≤0.6mmol/L，鍋內加藥處理的硬度≤6mmol/L。堿度（JD）：是控制鍋水的一個重要指標之一，鍋爐在運行期間不斷循環蒸發，使鍋水不斷濃縮，所以堿度值原來越高，過大會產生堿性腐蝕，苛性脆化腐蝕，也影響蒸汽品質，還容易發生汽水共騰事故；過小會發生氧腐蝕。工業鍋爐通常要求給水堿度范圍為6-26mmol/L。

工業鍋爐水處理通常采用軟化器軟化、除氧器除氧以及添加化學藥劑等處理方法。

二、工業鍋爐的腐蝕結垢及危害

即使經過處理的軟化水，其中的離子仍然會經過化學反應在鍋爐表面沉積，從而影響鍋爐的熱傳遞效率造成能源浪費。當在鍋爐內壁形成水垢后，在形成水垢的地方導熱效率較差，從而使得鍋爐中各處受熱不均，鍋爐水垢處受熱后無法依靠鍋爐水進行冷卻，從而造成鍋爐受熱面的表面溫度不斷增高，使得鍋爐鋼材的抗拉強度降低，長期的鍋爐運行后容易使得鍋爐的鋼板鼓包或是爆裂。

鍋爐運行一段時間后，在爐管上往往會粘附一層白色硬皮，俗稱水垢。水垢的主要成分是溶解度較小的鈣、鎂鹽類，其形成的主要原因是鍋爐給水中的硬度偏高，而鍋水的pH值和堿度等防垢的重要指標偏低。據統計，鍋爐中所產生的水垢的導熱率只有鍋爐內壁導熱效率的2%～30%，同時隨著鍋爐內壁水垢的厚度的不斷增加，使得鍋爐的導熱效率也會越來越差，為達到同樣的效果需要消耗更多的燃料。另外排污過量，加上給水硬度過高，從而導致堿度和pH過低。如果鍋水堿度和pH過低，不利于防垢。因此鍋水中需要維持一定的堿度和pH，使之與硬度反應。只有足夠的堿度和pH才能生成容易排出的水渣從而達到防垢目的。由此可見，鍋爐結垢的主要原因是水質不良和排污不科學，而水質不良主要是由于水處理設備配備不合理、運行不正常和維護不當造成的。

據有關數據表面，鍋爐內壁的水垢每增加1.5mm則需要增加6%的能源消耗，當鍋爐內壁中的水垢達到5mm時，總體的鍋爐熱傳遞效率只能達到85%左右。割取長期未經清洗的鍋爐水冷壁進行檢查，發現水冷壁管向火側有明顯“鼓包”現象，部分管段有裂紋鼓包、裂紋部位，可以看出，垢下的水冷壁管發生了嚴重腐蝕，鼓包變形嚴重，水冷壁管強度明顯下降。

因此，工業鍋爐一旦發生腐蝕和結垢后果相當嚴重，不僅僅影響日常正常生產浪費能源，而且有可能發生爆管等事故，嚴重影響安全生產。

三、工業鍋爐的化學清洗

鍋爐化學清洗是指采用一定的清洗工藝，通過化學藥劑的水溶液與鍋爐汽水系統中的腐蝕產物、沉積物和污染物發生化學反應而使鍋爐受熱面內表面清潔，并在金屬表面形成良好鈍化膜的方法。化學清洗是防止受熱面因腐蝕和結垢引起事故的必要措施，同時也是提高鍋爐效率、改善機組水汽品質的有效措施之一。

工業鍋爐的酸洗相比電站鍋爐具有很大的差異性，具體如下。

（1）鍋爐結垢量大，管道可能存在局部腐蝕穿孔的情況（停爐檢查發現是否有鼓包現象）；

（2）鍋爐標高低；過流截面大，達到0.89m2；酸洗時需要低揚程大流量的清洗泵；

（3）水容積小，需要采用合適的清洗劑，防止清洗過程中垢鹽的過飽和沉淀；

（4）無加熱蒸汽源，清洗液溫度保障困難；

（5）無除鹽水，鍋爐補給水為軟化水；

（6）鍋爐死角多，酸洗殘渣不易沖干凈，影響鈍化效果；

（7）鍋爐最高點無排氣，酸洗產生的氣體只能通過回酸管回到清洗箱。

只要針對以上特點采取好措施，工業鍋爐的化學清洗也可以做得非常好。

五、結論

綜上所述，對于工業鍋爐而言，化學清洗是非常有必要的，不但能夠避免鍋爐被腐蝕，制止腐蝕范圍進一步擴大，也是節能、保護環境方面不可或缺的關鍵性手段。在科技日益發展的浪潮中，鍋爐化學清洗應用范圍日漸擴大，化學清洗技術也得到發展，各種清洗技術應運而生，比如，在線清洗技術。為了保障鍋爐化學清洗質量，需要通過不同途徑采取多樣化的方法，客觀地評價其清洗質量，避免留下安全隱患，導致安全事故頻繁發生，影響鍋爐設備的穩定運行，導致相關的操作無法順利進行，合理控制運營成本，提高運營效益。

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作者簡介：

魏冬雪（1989-），女，漢族，吉林磐石人，碩士，助理工程師，主要從事化學分析相關工作。endprint