锅炉结垢原因分析与预防措施唐志兰

唐志兰

摘要：锅炉是现代工业生产中的重要设备，要想保证锅炉能够正常运转，就必须要对锅炉进行科学养护，确保其稳定运行。本文对锅炉结垢的原因进行分析，并且提出预防措施，旨在防止锅炉结垢，提高锅炉运行水平。

关键词：锅炉；结垢；原因；预防措施

引言

锅炉中的沉淀物成分各不相同，密度较为坚硬的沉淀物变成水垢，呈悬浮状态沉积在汽包、下联箱等水流缓慢处被称为水渣或泥渣。无论是哪一种形式的沉淀物，都会对锅炉的运行产生影响。因此，加强锅炉水垢预防，是提高锅炉运行水平的关键，只有加强安全管理，加大对锅炉水垢的监测力度，才能保证锅炉安全稳定运行。

一、水垢的种类

按照水垢的不同成因可以将其分为不同的种类，其成分构成很复杂，成因也不相同，通常情况下，水垢的主要形式有以下几种：

1.硫酸钙水垢

硫酸钙水垢的硬度比较高，是一种比较坚硬密致的水垢，在锅炉受热最高的地方最容易出现，附着力很强，而且不容易被清除。形成硫酸钙水垢的原因是因为水中溶解硫酸钙的含量超出了水的50%以上。

2.硅酸盐水垢

硅酸盐水垢主要集中在热应力较大的蒸发面上，这种水垢的硬度也非常大，而且不具备导热性，对锅炉的供热效果会产生很大影响，也是最难消除的一种顽固性水垢。主要是由于二氧化硫在水中的含量较多导致的，其含量大约有20%以上。

3.碳酸盐水垢

碳酸盐水垢通常出现在锅炉温度不高的地方，主要是在锅炉温度最低的地方，包括两种形态，一种是硬度比较高的硬质水垢，另一种则是比较疏松的海绵状的软质水垢。造成碳酸盐水垢的原因主要是由于碳酸钙的含量在水中的比例超过50%以上。

4.混合水垢

混合水垢是由于多种物质混合而成的水垢，在外部热力作用下，这种水垢的导热性能很强，导热系数较大，混合水垢的形成物质比较复杂，是由多种成分综合构成的，无法判断出哪一种最先形成，因此是一种成分最复杂的水垢。

5.含油水垢

含油水垢指的是水中的含油量较大，水的硬度比较小的时候形成的一种黑色疏松含油水垢。通常情况下只要水中的油质含量达到5%以上，就可能出现含油水垢，而且这种水垢一般出现在锅炉中温度最高的部位，不易清除，附着力很强。

二、锅炉结垢原因分析

在锅炉运行过程中，水垢和水渣是最主要的两种沉淀物，这两种物质的成因基本相同，主要是由于钙和镁以及一些盐类造成的，这些物质在水中的浓度远远超过标准溶解度，所以大量沉积下来，造成锅炉结垢。经过分析研究发现，锅炉结垢的原因主要有三个方面：

1.化学反应

在锅炉运行过程中，分解水处于高温环境下，在水蒸发的过程中，水中的钙离子、镁离子、盐类等会相互发生化学分解反应，形成难溶于水的物质，而且这些难以溶于水的物质还会析出，日积月累，不断加厚、增多。

2.水分蒸发引起

锅炉在一定的湿度标准下，会产生蒸发作用，从而被浓缩。盐类物质在水中的溶解度是一定的，但是由于水分不断增发，锅炉中的水被大量浓缩，水中的可溶性钙、镁盐类浓度也越来越大，当这个浓度值达到一定限度的时候就形成了过饱和溶液，水中的物质会析出，产生结垢现象。

3.水的成分影响

因为锅炉在操作运行的时候，其中的水会不断加热，受到蒸发过程的影响，水量不断变少，这是正常现象，只要水中有构成硬度的物质，就会使锅炉结垢。随着温度不断增加，锅炉中的溶解度还会不断降低，而很多物质的溶解度是随着温度的升高而变大的，形成正温度系数，也有一小部分物质的溶解度是随着温度的升高而减小的。

三、水垢的危害性

无论是哪一种水垢，导热性能都非常弱，对水湿度的升高有十分严重的影响。通常锅炉的燃料完全燃尽之后，就会形成比较高的热能效应，通过钢板、钢管等导热介质将热能传给锅炉中的水，使水的温度不断增加。由于水垢的存在，就极大地影响了锅炉的传热效果，影响锅炉的导热速度和质量，而且不同的水垢导热系数不相同，根据锅炉水垢的化学成分来看，油质水垢和硅酸盐水垢的导热系数最小，也就是说这两种水垢的导热能力还远远达不到技术标准要求，对锅炉的运转有很大危害，而且安全隐患较多，容易引发不良后果。总体来说，锅炉水垢的危害性主要体现在以下几个方面：第一，影响锅炉安全运行。由于锅炉的导热性不好，金属表面的热量不能很快传递出去，所以金属受热面的温度在较短的时间内会快速增加，金属表面的强度降低，使锅炉的筒和管壁都发生变形，出现裂纹甚至爆破现象，产生很大的安全隐患。第二，影响水循环过程。如果结构出现在水冷壁内，就会导致水的流通截面会变小，增加了水流的阻力，长期以往还会导致管道被堵塞，锅炉水无法正常流通，影响水循环能力。第三，浪费燃料严重。在锅炉运行过程中需要大量燃料，而且燃料是锅炉运行中最大的成本支出，因为水垢出现，导致水垢的导热性能差，金属受热面的传热情况发生严重恶化，就会大大降低锅炉的供热效率，影响锅炉的供热效果，以至于需要使用更多的燃料才能达到加热锅炉的水的目标，浪费燃料。

四、水垢的清除和预防措施

1.水垢的清除

水垢的处理应该要采用防治结合的基本原则，从预防着手，一旦发现锅炉内壁出现水垢，必须要及时将水垢清除，以防影响锅炉正常运转。常见的水垢清除方法有以下几种：

1.1碱法除垢。这种方法虽然能够将水垢清除，但是碱性物质对锅炉有一定的腐蚀性，对于硫酸盐水垢和硅酸盐水垢可以使用这种方法来清除，虽然不能将水垢立即溶解，但是可以在一定时间内让水垢被软化，形成疏松物质，然后使用机械方法将其清除。碱法除垢易于操作，但同时也有一定的局限性，因为这种方法对容器的腐蚀较大，在进行处理之前还必须要对锅炉进行检查，看是否有泄露或者不严密的地方，一旦发现要及时处理。

1.2机械除垢。机械除垢是一种比较简单的人工操作方法，主要应用于小型锅炉，人工使用特殊的扁铲、钢丝刷和机动铣管器对水垢进行清除，操作简单，当采用其他方法让水垢变疏松的时候，也需要及时使用机械法将其清除干净。

1.3酸洗除垢。酸洗除垢必须要使用可靠、安全的酸洗设备，才能有效清除锅炉中的水垢，需要注意的是，不能选择对锅炉产生腐蚀的物质或者设备，酸洗液主要是由盐酸和缓蚀剂配合而成的。

2.锅炉水的预处理

水的预处理是减少锅炉结垢的主要措施，指的是在常规工艺处理之前，预先对水进行处理，以便在后续的工艺中取得更加良好的效果，提高水质。自然界中的水都存在很多杂质，这些杂质会影响水质与处理效果，所以在锅炉水除垢之前，就应该要采取预处理，将其中的杂质含量降低或者完全去除杂质。水的预处理方法种类很多，比如沉淀、混凝、澄清、过滤、软化、消毒等。根据电厂的生产情况，在进行水预处理时，可以建立相应的工艺系统，采用机械加速澄清池→滤池→活性碳过滤器→一级除盐→混床的工艺体系，避免锅炉内结垢，确保水的质量满足锅炉运行要求。

3．加强日常监督管理

为了防止锅炉水结垢，对锅炉的正常安全运行造成危害，应该要加强日常监督管理，技术人员要随时对锅炉的情况进行查看，一旦发现有水垢现象，要及时进行清除。同时，要加强水预处理结果的监督管理，提高预处理水平。

结语

综上所述，锅炉在长期运行过程中会产生水垢，通过适当的方法清除水垢，才能保证锅炉正常运行，同时要加强锅炉的日常运行管理，尽量减少水垢产生，提升锅炉工作效率，保障其稳定安全运行。

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