鄭 波

（撫州市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江西 撫州 344000）

作為提供工業(yè)生產(chǎn)熱能中的重要設(shè)備，鍋爐負(fù)責(zé)將燃料加熱至規(guī)定參數(shù)，從而獲得高質(zhì)量熱能，這讓其長(zhǎng)時(shí)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(duì)鍋爐維修時(shí)，可以有效處理水垢，避免其在以后鍋爐應(yīng)用再次產(chǎn)生，從而避免因水垢影響熱量傳導(dǎo)，需要更多能源才能獲得相應(yīng)熱能，達(dá)到降低能源消耗目的。

1 鍋爐內(nèi)水垢產(chǎn)生原因

水垢產(chǎn)生主要原因是水，水會(huì)在鍋爐內(nèi)獲得高溫，而這種特殊環(huán)境會(huì)造成水中各類物質(zhì)被高壓、高溫共同影響，發(fā)生改變物質(zhì)形態(tài)的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生沉積即為水垢。其產(chǎn)生原因可以總結(jié)為以下內(nèi)容：溫度。鍋爐在生產(chǎn)中會(huì)讓鍋爐內(nèi)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(huì)分解反應(yīng)，而沉淀物則會(huì)在鍋爐內(nèi)部形成吸附現(xiàn)象，進(jìn)而構(gòu)成水垢。而且部分物質(zhì)會(huì)在水溫下降，同樣產(chǎn)生沉淀，進(jìn)而構(gòu)成水垢；離子反應(yīng)。水中鹽類會(huì)在鍋爐使用中不斷和其中多種物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而且鍋爐金屬物質(zhì)也會(huì)在高溫影響下，產(chǎn)生負(fù)電荷離子，再和水正電荷離子產(chǎn)生結(jié)合反應(yīng)，同樣會(huì)構(gòu)成水垢；蒸發(fā)。鍋爐會(huì)創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定高溫環(huán)境，會(huì)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部水產(chǎn)生蒸發(fā)反應(yīng)，自身則會(huì)出現(xiàn)濃縮現(xiàn)象，純凈的水變成蒸汽由鍋爐送出，使?fàn)t內(nèi)水中的鹽類物質(zhì)不斷濃縮，含量不斷升高。在鍋爐給水含鹽程度達(dá)到飽和狀態(tài)或過(guò)飽和狀態(tài)時(shí)，鹽類物質(zhì)就會(huì)從水中析出，生成固態(tài)沉淀物。它們一部分粘附在熱負(fù)荷較大的受熱面上，形成堅(jiān)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(dòng)。當(dāng)受熱面處水循環(huán)不良、流速較低時(shí)，則沉積在受熱面上形成二次水垢，或者沉積于流速本來(lái)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(zhì)的成分和含量有關(guān)外，很大程度還取決與鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)。水的蒸發(fā)強(qiáng)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(jié)的數(shù)量。與此相反，蒸發(fā)強(qiáng)度越小，循環(huán)速率越低，就越容易在鍋爐蒸發(fā)面上結(jié)成水垢。水渣轉(zhuǎn)化。鍋爐投入使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，其內(nèi)部不僅會(huì)產(chǎn)生影響正常使用的水垢，還會(huì)產(chǎn)生一些水渣。如果對(duì)鍋爐維護(hù)時(shí)沒(méi)有對(duì)水渣及時(shí)清除，部分具有較強(qiáng)吸附性能力水渣就會(huì)在鍋爐內(nèi)長(zhǎng)期累積，同樣會(huì)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(shí)產(chǎn)生水垢。

圖1 鍋爐水垢長(zhǎng)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(yuǎn)：水垢會(huì)在鍋爐正常運(yùn)作時(shí)，阻礙燃料產(chǎn)生熱能向鍋爐內(nèi)部傳遞過(guò)程，降低鍋爐傳熱率，導(dǎo)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(nèi)水垢也會(huì)對(duì)鍋爐帶來(lái)嚴(yán)重安全隱患，如果水垢在形成后缺少管理，在長(zhǎng)期沉淀中會(huì)逐漸影響鍋爐傳熱后，進(jìn)而存在爆管安全隱患，對(duì)于操作人員生命安全造成影響，對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)同樣會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。鍋爐受熱面的傳熱特性對(duì)鍋爐的運(yùn)行有非常密切的關(guān)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(qiáng)烈的受熱面越容易產(chǎn)生水垢。鍋爐運(yùn)行實(shí)踐及各種資料均表明，水垢對(duì)鍋爐的危害，主要是因?yàn)樗膶?dǎo)熱性。當(dāng)鍋爐受熱面管子結(jié)水垢后，鍋爐效率將明顯下降。水垢也會(huì)讓鍋爐頻繁維修，降低實(shí)際應(yīng)用壽命，提升設(shè)備運(yùn)行成本，對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)降低經(jīng)濟(jì)效益，需要采用合適方法實(shí)際處理。

3 防護(hù)水垢

3.1 預(yù)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(shí)對(duì)水垢做到預(yù)防，就要將水作為重要關(guān)注對(duì)象處理。在現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用條件下，處理鍋爐內(nèi)部水多使用兩種方法，即爐外與爐內(nèi)處理。在爐外對(duì)水進(jìn)行處理，主要借助離子交換原理，通過(guò)交換劑，將水中產(chǎn)生鍋爐水垢各種離子充分置換，從而達(dá)到軟化水目的。而在當(dāng)前科技快速發(fā)展，也出現(xiàn)以該技術(shù)為工作原理相關(guān)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)軟化生產(chǎn)用水，有效降低水垢產(chǎn)生概率；在鍋爐內(nèi)部進(jìn)行水處理，主要是通過(guò)向作業(yè)水科學(xué)投放定量化學(xué)試劑，讓水垢在水中轉(zhuǎn)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(shí)際投入成本相對(duì)低，使用也較為簡(jiǎn)單，并不需要太多技術(shù)門檻?？墒沁@種方法是將原本的水垢轉(zhuǎn)變成泥垢，排放到自然環(huán)境中則會(huì)出現(xiàn)二次污染，會(huì)增加企業(yè)生產(chǎn)排污量。為保障自然環(huán)境，相關(guān)部門針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的鍋爐排污制定嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致這種鍋爐內(nèi)部處理方法在使用時(shí)要適度。鍋爐中水垢處理并不會(huì)短期集中處理任務(wù)，而是需要以長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度處理的系統(tǒng)性工程，所以在處理時(shí)要根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)情況，當(dāng)?shù)嘏盼垡蟮龋C合實(shí)際應(yīng)用情況，從而獲得最佳治理方法，應(yīng)用最優(yōu)處理措施，為企業(yè)高效生產(chǎn)貢獻(xiàn)力量。

3.2 軟化水

軟化水即爐外處理，因?yàn)槠涫悄壳捌髽I(yè)應(yīng)用頻率最高一類預(yù)防水垢手段，所以值得詳細(xì)分析。其主要原理是通過(guò)借助可以降低水的硬度專業(yè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)預(yù)防水垢。一般會(huì)將該設(shè)備安裝于鍋爐進(jìn)水口位置，讓生產(chǎn)用水在進(jìn)入鍋爐前就做好軟化工作。整個(gè)操作高效簡(jiǎn)單，而且過(guò)程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，在省水省電方面也有良好效果。軟化水設(shè)備核心技術(shù)可以理解為，通過(guò)就陽(yáng)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(dá)到軟化水目的。而在樹脂不斷進(jìn)行置換操作，其內(nèi)部的、會(huì)逐漸增加，進(jìn)而造成樹脂去除、效率也會(huì)逐步降低。在這個(gè)時(shí)候只需要對(duì)數(shù)值片更換即可重新投入使用。

4 鍋爐內(nèi)水垢處理

雖然對(duì)于水垢做好預(yù)防工作，可以有效降低水垢產(chǎn)生，可是無(wú)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(shí)用的除垢方法，其操作是由人工手持鋼絲刷或其他工具，對(duì)于鍋爐內(nèi)部徹底維修，實(shí)現(xiàn)除垢操作。雖然該方法易于操作，可是依賴工人對(duì)于除垢工作的熟練度，也需要額外支出人力成本。同時(shí)，該方法實(shí)際除垢效率一般，還會(huì)存在因人工操作不當(dāng)，對(duì)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(duì)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(shí)現(xiàn)水垢消除，在應(yīng)用時(shí)也不會(huì)對(duì)鍋爐地步造成損害，通過(guò)剝離水垢方法，避免以人工除垢方法對(duì)鍋爐造成機(jī)械損傷。但是在除垢后的廢水要加強(qiáng)處理，在達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)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(xué)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)水垢清除，主要是通過(guò)堿性液體軟化水垢，再通過(guò)持續(xù)加熱液體，達(dá)到良好除垢效果。但是單純應(yīng)用該方法，實(shí)際除垢效果略低于酸性除垢，而兩者相互結(jié)合則可以達(dá)到較好除垢效果。雖然堿性液體對(duì)水垢清除操作門檻低，而且副作用較小，但需要在鍋爐內(nèi)持續(xù)加熱一段時(shí)間，會(huì)造成燃料產(chǎn)生浪費(fèi)情況。

4.4 電脈沖共振

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，借助現(xiàn)代化技術(shù)制成電脈沖共振逐漸成為鍋爐內(nèi)部水垢處理主力。通過(guò)調(diào)整電脈沖頻率，搜尋和水垢相同頻率，借助共振原理，對(duì)鍋爐內(nèi)水垢產(chǎn)生振動(dòng)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)除垢，而在鍋爐內(nèi)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(nèi)部存在結(jié)垢物質(zhì)，也會(huì)在共振影響下產(chǎn)生內(nèi)部碰撞，從而讓其表面消除電荷，讓其失去吸附鍋爐內(nèi)產(chǎn)生沉淀能力，獲得長(zhǎng)期有效除垢效果。

5 結(jié)論

鍋爐正常運(yùn)行需要在多方面嚴(yán)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(gè)因素，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)從整體角度出發(fā)，合理分析鍋爐運(yùn)行涉及內(nèi)容，并以科學(xué)方法處理掉不良因素，保證鍋爐發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益。而對(duì)于水垢處理和預(yù)防，本文雖然給出相應(yīng)對(duì)策，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)仍需要以鍋爐實(shí)際應(yīng)用情況為準(zhǔn)，嚴(yán)格落實(shí)相關(guān)工作。