鍋爐維修中水垢的預防與處理對策探析

鄭 波

（撫州市特種設備監(jiān)督檢驗中心，江西 撫州 344000）

作為提供工業(yè)生產(chǎn)熱能中的重要設備，鍋爐負責將燃料加熱至規(guī)定參數(shù)，從而獲得高質量熱能，這讓其長時間處于高溫環(huán)境，極易產(chǎn)生磨損，這讓維修成為保證鍋爐高效工作重要手段。而對鍋爐維修時，可以有效處理水垢，避免其在以后鍋爐應用再次產(chǎn)生，從而避免因水垢影響熱量傳導，需要更多能源才能獲得相應熱能，達到降低能源消耗目的。

1 鍋爐內水垢產(chǎn)生原因

水垢產(chǎn)生主要原因是水，水會在鍋爐內獲得高溫，而這種特殊環(huán)境會造成水中各類物質被高壓、高溫共同影響，發(fā)生改變物質形態(tài)的化學反應，產(chǎn)生沉積即為水垢。其產(chǎn)生原因可以總結為以下內容：溫度。鍋爐在生產(chǎn)中會讓鍋爐內部不斷上升溫度，而水中含有部分溶解鹽，則在高溫影響下產(chǎn)生會分解反應，而沉淀物則會在鍋爐內部形成吸附現(xiàn)象，進而構成水垢。而且部分物質會在水溫下降，同樣產(chǎn)生沉淀，進而構成水垢；離子反應。水中鹽類會在鍋爐使用中不斷和其中多種物質產(chǎn)生化學反應，而且鍋爐金屬物質也會在高溫影響下，產(chǎn)生負電荷離子，再和水正電荷離子產(chǎn)生結合反應，同樣會構成水垢；蒸發(fā)。鍋爐會創(chuàng)造一個穩(wěn)定高溫環(huán)境，會導致鍋爐內部水產(chǎn)生蒸發(fā)反應，自身則會出現(xiàn)濃縮現(xiàn)象，純凈的水變成蒸汽由鍋爐送出，使爐內水中的鹽類物質不斷濃縮，含量不斷升高。在鍋爐給水含鹽程度達到飽和狀態(tài)或過飽和狀態(tài)時，鹽類物質就會從水中析出，生成固態(tài)沉淀物。它們一部分粘附在熱負荷較大的受熱面上，形成堅硬或松軟的水垢，另一部分則懸浮在爐水中，隨爐水循環(huán)而流動。當受熱面處水循環(huán)不良、流速較低時，則沉積在受熱面上形成二次水垢，或者沉積于流速本來就不高的鍋筒、集箱下部，形成泥垢，隨定期排污而排出爐外。因此，水垢的產(chǎn)生，除與鍋爐給水中雜質的成分和含量有關外，很大程度還取決與鍋爐的運行狀態(tài)。水的蒸發(fā)強度越大，循環(huán)速率越高，就越容易生成容易被水循環(huán)破壞的疏松沉淀物，可以減少水垢在鍋爐蒸發(fā)面上集結的數(shù)量。與此相反，蒸發(fā)強度越小，循環(huán)速率越低，就越容易在鍋爐蒸發(fā)面上結成水垢。水渣轉化。鍋爐投入使用時間過長，其內部不僅會產(chǎn)生影響正常使用的水垢，還會產(chǎn)生一些水渣。如果對鍋爐維護時沒有對水渣及時清除，部分具有較強吸附性能力水渣就會在鍋爐內長期累積，同樣會產(chǎn)生水垢。還有其他一些產(chǎn)生水垢原因，多是為處理不及時產(chǎn)生水垢。

圖1 鍋爐水垢長期積累后的示意圖

2 水垢危害

如果在鍋爐中產(chǎn)生水垢，其危害覆蓋廣，影響深遠：水垢會在鍋爐正常運作時，阻礙燃料產(chǎn)生熱能向鍋爐內部傳遞過程，降低鍋爐傳熱率，導致熱量大量流失。如果想要獲得鍋爐生產(chǎn)需求，就需要額外增加燃料消耗，從而提升燃料使用量；而且鍋爐內水垢也會對鍋爐帶來嚴重安全隱患，如果水垢在形成后缺少管理，在長期沉淀中會逐漸影響鍋爐傳熱后，進而存在爆管安全隱患，對于操作人員生命安全造成影響，對于生產(chǎn)企業(yè)同樣會造成經(jīng)濟損失。鍋爐受熱面的傳熱特性對鍋爐的運行有非常密切的關系。而鍋爐水垢都發(fā)生在受熱面，而且受熱溫度高、沸騰越強烈的受熱面越容易產(chǎn)生水垢。鍋爐運行實踐及各種資料均表明，水垢對鍋爐的危害，主要是因為它的導熱性。當鍋爐受熱面管子結水垢后，鍋爐效率將明顯下降。水垢也會讓鍋爐頻繁維修，降低實際應用壽命，提升設備運行成本，對于生產(chǎn)企業(yè)降低經(jīng)濟效益，需要采用合適方法實際處理。

3 防護水垢

3.1 預防水垢

從上文分析水垢生成原因可以看出，水垢產(chǎn)生主要原因即是水，而想要在鍋爐使用時對水垢做到預防，就要將水作為重要關注對象處理。在現(xiàn)有技術應用條件下，處理鍋爐內部水多使用兩種方法，即爐外與爐內處理。在爐外對水進行處理，主要借助離子交換原理，通過交換劑，將水中產(chǎn)生鍋爐水垢各種離子充分置換，從而達到軟化水目的。而在當前科技快速發(fā)展，也出現(xiàn)以該技術為工作原理相關設備，可以實現(xiàn)全自動軟化生產(chǎn)用水，有效降低水垢產(chǎn)生概率；在鍋爐內部進行水處理，主要是通過向作業(yè)水科學投放定量化學試劑，讓水垢在水中轉變成泥垢，借助鍋爐排污方法，將水垢徹底處理干凈。這種處理方法相較于鍋爐外處理，實際投入成本相對低，使用也較為簡單，并不需要太多技術門檻?？墒沁@種方法是將原本的水垢轉變成泥垢，排放到自然環(huán)境中則會出現(xiàn)二次污染，會增加企業(yè)生產(chǎn)排污量。為保障自然環(huán)境，相關部門針對企業(yè)生產(chǎn)的鍋爐排污制定嚴格標準，導致這種鍋爐內部處理方法在使用時要適度。鍋爐中水垢處理并不會短期集中處理任務，而是需要以長遠發(fā)展角度處理的系統(tǒng)性工程，所以在處理時要根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)情況，當?shù)嘏盼垡蟮?，綜合實際應用情況，從而獲得最佳治理方法，應用最優(yōu)處理措施，為企業(yè)高效生產(chǎn)貢獻力量。

3.2 軟化水

軟化水即爐外處理，因為其是目前企業(yè)應用頻率最高一類預防水垢手段，所以值得詳細分析。其主要原理是通過借助可以降低水的硬度專業(yè)設備，實現(xiàn)預防水垢。一般會將該設備安裝于鍋爐進水口位置，讓生產(chǎn)用水在進入鍋爐前就做好軟化工作。整個操作高效簡單，而且過程已經(jīng)實現(xiàn)自動化，在省水省電方面也有良好效果。軟化水設備核心技術可以理解為，通過就陽離子交換軟水器，多為樹脂，將其和水中、，等水垢主要組成成分充分置換，達到軟化水目的。而在樹脂不斷進行置換操作，其內部的、會逐漸增加，進而造成樹脂去除、效率也會逐步降低。在這個時候只需要對數(shù)值片更換即可重新投入使用。

4 鍋爐內水垢處理

雖然對于水垢做好預防工作，可以有效降低水垢產(chǎn)生，可是無法完全杜絕水垢在以后鍋爐使用中繼續(xù)產(chǎn)生，為有效處理水垢，仍需要做好處理工作。

4.1 人工除垢

作為一種較為實用的除垢方法，其操作是由人工手持鋼絲刷或其他工具，對于鍋爐內部徹底維修，實現(xiàn)除垢操作。雖然該方法易于操作，可是依賴工人對于除垢工作的熟練度，也需要額外支出人力成本。同時，該方法實際除垢效率一般，還會存在因人工操作不當，對于爐體造成損傷。

4.2 酸洗除垢

酸洗除垢主要借助酸洗劑，對于水垢徹底清洗，將其融入酸洗劑后，再用清水處理干凈，從而將水垢去除的一種方法。而酸洗劑主要成分為鹽酸和緩蝕劑，既可以實現(xiàn)水垢消除，在應用時也不會對鍋爐地步造成損害，通過剝離水垢方法，避免以人工除垢方法對鍋爐造成機械損傷。但是在除垢后的廢水要加強處理，在達到排放標準后才能將其排放。

4.3 堿煮除垢

與酸洗除垢類似，堿煮除垢也是利用化學物質實現(xiàn)水垢清除，主要是通過堿性液體軟化水垢，再通過持續(xù)加熱液體，達到良好除垢效果。但是單純應用該方法，實際除垢效果略低于酸性除垢，而兩者相互結合則可以達到較好除垢效果。雖然堿性液體對水垢清除操作門檻低，而且副作用較小，但需要在鍋爐內持續(xù)加熱一段時間，會造成燃料產(chǎn)生浪費情況。

4.4 電脈沖共振

在當前科學技術快速發(fā)展的當下，借助現(xiàn)代化技術制成電脈沖共振逐漸成為鍋爐內部水垢處理主力。通過調整電脈沖頻率，搜尋和水垢相同頻率，借助共振原理，對鍋爐內水垢產(chǎn)生振動反應，從而實現(xiàn)除垢，而在鍋爐內水在共振影響下也可以提升活性，從而提高水垢溶解度，有效處理水垢。而且，鍋爐內部存在結垢物質，也會在共振影響下產(chǎn)生內部碰撞，從而讓其表面消除電荷，讓其失去吸附鍋爐內產(chǎn)生沉淀能力，獲得長期有效除垢效果。

5 結論

鍋爐正常運行需要在多方面嚴格重視，而水垢則是決定其是否需要更多能源消耗，才能有效提供熱能其中一個因素，在實際應用時應從整體角度出發(fā)，合理分析鍋爐運行涉及內容，并以科學方法處理掉不良因素，保證鍋爐發(fā)揮最大經(jīng)濟效益。而對于水垢處理和預防，本文雖然給出相應對策，但在實際應用時仍需要以鍋爐實際應用情況為準，嚴格落實相關工作。