摘要：鍋爐在運(yùn)行時(shí)，由于鍋爐水質(zhì)不良或水處理方法不當(dāng)，管理不善，甚至不進(jìn)行水處理，鍋爐在運(yùn)行一段時(shí)間后，水中雜質(zhì)會粘附在鍋筒和管壁上，這種現(xiàn)象稱為結(jié)垢，這層結(jié)垢物稱為水垢，鍋爐積垢、結(jié)垢之后，不但浪費(fèi)燃料，還會引起鍋爐金屬腐蝕和惡化蒸汽品質(zhì)，還會進(jìn)一步威脅鍋爐的安全運(yùn)行。因此，必須設(shè)法消除它，以達(dá)到鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的運(yùn)行和保證生產(chǎn)的目的。

關(guān)鍵詞：鍋爐水垢；清除方法；堿法除垢；酸法除垢；化學(xué)除垢

中圖分類號：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）33-0062-03

鍋爐水垢清除的一般方法有手工除垢、機(jī)械除垢、化學(xué)除垢三種，可視具體的情況而選用。通過20多年來的工作經(jīng)驗(yàn)積累，與同行同仁分享交流，這里我重點(diǎn)和同行分享化學(xué)除垢常用的方法，即堿法除垢和酸法除垢這兩種。

1 堿法除垢

1.1 堿煮法

堿煮法適用于清除鈣、鎂的硫酸鹽水垢以及鈣、鎂的硫酸鹽與硅酸鹽的混合水垢。堿煮可以使水垢松軟，易于機(jī)械清除，因此，當(dāng)采用機(jī)械除垢前，鍋爐先用堿煮，則除垢效果很不錯。

堿煮用藥量，與鍋爐的結(jié)構(gòu)、水容量和水垢厚度有關(guān)，一般工業(yè)鍋爐按一立方米水容量取用純堿和火堿法時(shí)，則每一立方米鍋水加入磷酸三鈉5～6千克和火堿3～5千克。

鍋爐在投藥前應(yīng)先進(jìn)水至水位表最低可見水位，再將配制成15%～20%濃度的藥液投入鍋爐，堿煮過程中應(yīng)維持較高水位，采用常壓或升壓到0.15～0.2兆帕壓力下煮沸30～40小時(shí)，堿煮結(jié)束后，應(yīng)使鍋水自然冷卻至70℃左右時(shí)，才能全部放出鍋水，并立即打開鍋爐孔蓋，用清水沖洗掉松軟的水渣和沉積在鍋筒底部的泥渣垢塊，并及時(shí)對尚未脫落的水垢進(jìn)行機(jī)械清除，防止松軟的水垢重新硬化而難以清除。

對于使用非碳酸鹽硬度較高的水質(zhì)，主要是鍋水堿度偏低而引起的結(jié)垢，當(dāng)鍋爐在運(yùn)行時(shí)保持鍋水總堿度在20～22毫克當(dāng)量/升范圍內(nèi)，是能有效地控制水垢生成的（當(dāng)鍋爐在運(yùn)行中應(yīng)按時(shí)化驗(yàn)堿度，定時(shí)排污并補(bǔ)充堿液進(jìn)行鍋內(nèi)水處理）。

1.2 純堿-栲膠法

這一方法適用于結(jié)有碳酸鹽水垢的小型鍋殼鍋爐。每一立方米鍋水加純堿2～3千克和栲膠8～10千克，加藥后在較低于鍋爐工作壓力下煮3～4天后，按堿煮法停爐進(jìn)行沖洗。如煮一次的效果不理想，可連續(xù)煮2～3次。

此法除垢的原理是栲膠的主要成分單寧在起作用。單寧滲透到水垢與鍋爐金屬接合處，在金屬表面上形成單寧酸鐵保護(hù)膜而破壞了水垢與金屬之間的連接，使水垢脫落并能阻止和減緩新水垢的生成。

2 酸法除垢

用酸清除水垢，可使用鹽酸、磷酸、鉻酸及氫氟酸，但不使用硫酸。因?yàn)榱蛩釢舛入m比鹽酸高，但因缺乏良好的緩蝕劑，特別是當(dāng)水垢中含有較多的鈣鹽時(shí)，能在水垢表面生成硫酸鈣硬膜，使膜下的水垢不易接觸到酸液而影響酸洗效果。硫酸和鉻酸的酸洗效果雖然比鹽酸更有效，但其價(jià)格太貴而且貨源稀少，所以一般都采用鹽酸。當(dāng)清洗以硅酸鹽水垢為主要成分時(shí)，需要添加適量的氫氟酸，以便清洗的進(jìn)行。

2.1 酸洗除垢的基本原理

用添加了緩蝕劑的酸液對鍋爐進(jìn)行清洗，使碳酸鹽水垢溶解和脫落，并隨酸液排出鍋外而達(dá)到清洗水垢的目的。

鍋爐用酸液清洗除垢，常采用鹽酸為清洗劑，鹽酸對水垢有以下的作用：

2.1.3 對含有碳酸鹽、硫酸鹽或硅酸鹽的混合水垢，由于鹽酸能溶解其中的碳酸鹽成分，從而使水垢逐漸變得疏松而脫落。

由于酸對鍋爐金屬具有腐蝕作用，所以鍋爐在酸洗時(shí)必須加入一定量的緩蝕劑以減緩酸的腐蝕作用。它的原理是緩蝕劑與金石表面或溶液中的某些離子發(fā)生反應(yīng)后的生成物覆蓋在金屬表面上，使金屬處于鈍化狀態(tài)，從而抑制了金屬的腐蝕。

2.2 酸洗前的準(zhǔn)備

2.2.1 停爐后除掉鍋筒內(nèi)和集箱底部的泥渣，并用清水沖凈。如果與其他鍋爐并用時(shí)，應(yīng)事先做好可靠的隔離工作，以確保人身和鍋爐的

安全。

2.2.2 對鍋爐進(jìn)行內(nèi)外部的檢查，鍋爐的焊縫和管子脹接處應(yīng)嚴(yán)密不漏，如有滲漏或裂紋等缺陷，應(yīng)予修復(fù)。并觀察鍋筒內(nèi)水垢分布狀況與

厚度。

2.2.3 取少量的水垢放入濃度為5%的鹽酸溶液內(nèi)浸泡以判別水垢的性質(zhì)，若水垢能溶解，則說明可用酸洗法除垢。

2.2.4 準(zhǔn)備好供酸洗、中和、鈍化保護(hù)用的藥劑、耐腐容器和其他必需工具以及勞動防護(hù)用

品等。

2.3 酸洗工藝簡介

2.3.1 酸洗時(shí)鹽酸的用量。原則上應(yīng)根據(jù)水垢的重量，按與酸進(jìn)行反應(yīng)的化學(xué)當(dāng)量進(jìn)行計(jì)算。但鍋爐內(nèi)所結(jié)水垢由于受熱面部位不同，其厚度、成分、比重都不相同，所以其重量很難確定，同時(shí)酸洗溶液濃度又與鍋爐的水容量有關(guān)。因此，用酸量可根據(jù)水垢的平均厚度確定，按鍋爐水容量估算出酸耗量，再折合成工業(yè)鹽酸需用量。酸洗溶液濃度一般不主張過高，如在酸洗過程中酸量不夠，應(yīng)再適當(dāng)補(bǔ)充新酸洗液，一般配制酸洗溶液時(shí)濃度不宜超過8%

2.3.2 酸洗溫度和時(shí)間。酸洗除垢時(shí)，酸洗溶液溫度升高，能提高除垢的效果，但金屬的腐蝕速度亦迅速增加，因此，酸洗液溫度要選得合適。一般用鹽酸清洗碳酸鹽水垢時(shí)，在室溫下即可；對于混合水垢，可在不超過緩蝕劑使用溫度下選擇酸洗溫度。

酸洗過程中應(yīng)進(jìn)行化學(xué)分析，酸洗過程是否結(jié)束也應(yīng)由化學(xué)分析的測定方法來決定，一般為4～6小時(shí)即可，最長不能超過8小時(shí)。

2.3.3 酸洗方法。酸洗方法有浸泡法和強(qiáng)制循環(huán)法兩種。浸泡法是依靠酸與水垢的化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氣體和酸液濃度的變化來使酸液擴(kuò)散和攪動的。浸泡法所使用的設(shè)備簡單，酸對鍋爐金屬的腐蝕小，但清洗效果較差。強(qiáng)制循環(huán)則必須依靠泵的工作迫使酸液在鍋爐中流動，清洗效果較好，但會使鍋爐金屬腐蝕的速度增加。故而在工業(yè)鍋爐中常采用浸泡法和強(qiáng)制循環(huán)法相結(jié)合的方法來獲得較為理想的除垢效果。

酸洗過程中應(yīng)每隔30分鐘，定期測定酸洗液的濃度和溫度。當(dāng)測定的濃度小于0.2%時(shí)，或酸洗液里基本無氣泡上升，說明水垢已經(jīng)基本清洗干凈，再浸泡0.5～1小時(shí)，酸洗過程即可結(jié)束。此時(shí)，如果水垢尚未清洗干凈，而且酸洗液的濃度小于1%時(shí)，可排掉部分廢液，再補(bǔ)充一定濃度的新酸洗液，繼續(xù)進(jìn)行酸洗，直至清洗干凈為止。

2.3.4 中和、鈍化保護(hù)。酸洗除垢效果良好時(shí)，鍋爐金屬壁上的水垢和氧化膜被除掉，金屬壁上殘留的酸液會使金屬發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，這是非常危險(xiǎn)的，必須采取中和、鈍化等保護(hù)措施。因此，要求酸洗后，用堿中和金屬壁上的殘留酸液，同時(shí)加入磷酸三鈉使金屬表面形成磷酸鹽的保護(hù)膜。對于較大型的工業(yè)鍋爐，在用堿中和后，最好用亞硝酸鈉溶液做鈍化處理，亞硝酸鈉溶液應(yīng)采取強(qiáng)制循環(huán)流動的方法時(shí)效果比較好。使鍋爐金屬表面在亞硝酸鈉的強(qiáng)氧化劑作用下，形成致密、均勻的氧化膜，以保護(hù)鍋爐金屬免遭腐蝕。

2.3.5 酸洗后的處理。中和、鈍化后，應(yīng)排盡廢液，用清水沖洗干凈，再打開人孔、手孔蓋，把已脫落的水垢殘?jiān)壳宄蓛?，并用壓力水沖洗至所排出的水澄清為止。最后將酸洗的情況詳細(xì)填寫入酸洗除垢記錄表內(nèi)，歸入鍋爐技術(shù)檔案，以便查閱。

酸洗后的鍋爐一般不作備用爐，應(yīng)投入使用。在運(yùn)行初期，可向鍋內(nèi)投入堿性藥劑，使鍋水的堿度保持在14～20毫克當(dāng)量/升范圍內(nèi)。如鍋水混濁可增加排污次數(shù)和排污量，直至鍋水品質(zhì)轉(zhuǎn)入合格正常為止，若不能馬上投入運(yùn)行時(shí)，必須采取停爐保養(yǎng)措施。

3 結(jié)語

綜上所述，鍋爐結(jié)垢不但降低鍋爐的熱效率，浪費(fèi)燃料，還會引起鍋爐金屬受熱面過熱，破壞正常的鍋爐水循環(huán)，引起鍋爐金屬腐蝕和惡化蒸汽品質(zhì)，還會進(jìn)一步威脅鍋爐的安全運(yùn)行，因此，本著安全、經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的原則，我認(rèn)為，應(yīng)從以下幾個(gè)方面搞好鍋爐除垢工作：

（1）應(yīng)搞好水處理工作，盡量少用酸洗方法除垢，在同一臺鍋爐上不得在短期內(nèi)連續(xù)進(jìn)行酸洗。酸洗工作最好由專業(yè)酸洗單位承擔(dān)。

（2）酸洗前應(yīng)在汽、水管道的閥門上掛牌示意，最好加盲板隔斷與其他鍋爐的聯(lián)系，以避免誤操作而發(fā)生事故。鍋筒上部應(yīng)有排氣孔，以便酸洗時(shí)產(chǎn)生的氣體順利排出鍋爐。

（3）酸洗時(shí)，操作人員應(yīng)做好自身防護(hù)工作，并準(zhǔn)備好2%的小蘇打液和硼酸液等藥品，以防止酸、堿液濺到皮膚上而發(fā)生燒傷事故。

（4）酸洗現(xiàn)場要加強(qiáng)通風(fēng)，防止酸洗時(shí)產(chǎn)生易燃易爆氣體積聚而發(fā)生事故，禁止在現(xiàn)場有明火和吸煙現(xiàn)象。

（5）酸洗操作過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制酸洗液的濃度和溫度以及酸洗溶液停留在鍋爐內(nèi)的時(shí)間。

（6）酸洗后鍋爐必須經(jīng)過堿中和、清水沖洗后，人員才能進(jìn)入鍋爐內(nèi)檢查和作業(yè)。

（7）酸洗后排出的廢液應(yīng)采用石灰水中和，以避免腐蝕下水道和污染環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂志信.司爐工等級培訓(xùn)教材（上、中、下冊）[M].北京：航空工業(yè)出版社，1997.

[2] 劉積賢.工業(yè)鍋爐安全技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

作者簡介：孫玉生（1969-），男，云南楚雄人，云南煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司楚雄復(fù)烤廠助理工程師，研究方向：鍋爐的節(jié)能、環(huán)保。

（責(zé)任編輯：周 瓊）