再探立式燃煤鍋爐干熱除垢法

張恒生+丁鳳輝

摘 要：低參數(shù)立式燃煤鍋爐水質(zhì)狀況普遍較差，結(jié)垢較嚴(yán)重，用戶(hù)自創(chuàng)了一種干熱法除垢新法。本文分析利弊，再一次總結(jié)完善。干熱法是利用鋼材和水垢受熱時(shí)的線膨脹系數(shù)不同，受熱后水垢崩裂的除垢新法，較好決了難溶水垢的難題，較化學(xué)除垢簡(jiǎn)單徹底，且經(jīng)過(guò)了實(shí)踐的探索，用戶(hù)宜謹(jǐn)慎操作。本文作歸納總結(jié)，剖析利弊，作為除垢方法的補(bǔ)充和借鑒。

關(guān)鍵詞：再探;立式;燃煤;鍋爐;水垢;干熱法;木材;溫度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.036

低參數(shù)立式燃煤鍋爐普遍應(yīng)用于學(xué)校、賓館、醫(yī)院、浴室、飯店，豆腐作坊等，這些單位普遍設(shè)有完善的水處理設(shè)施和專(zhuān)業(yè)的化驗(yàn)人員，且水質(zhì)狀況很差，經(jīng)濟(jì)條件不夠優(yōu)越，用戶(hù)對(duì)水垢浪費(fèi)燃料心痛不已，困則思變，用戶(hù)自創(chuàng)了一種干熱除垢新法，現(xiàn)作總結(jié)和剖析，作為除垢方法的補(bǔ)充和借鑒。

水垢和除垢方法有多種，物理，化學(xué)，各有利弊。傳統(tǒng)的化學(xué)防垢，需要有化學(xué)添加劑，針對(duì)不同的水垢類(lèi)型進(jìn)行配比，化驗(yàn)人員且投放時(shí)間和劑量難以掌握，造成效果不穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境有污染。機(jī)械方法要增加清洗設(shè)備，使系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用增加，用戶(hù)自創(chuàng)的方法是干熱法（使水垢剝離崩裂）輔以堿煮（使殘存水垢松軟脫落，在金屬表面產(chǎn)生一層保護(hù)層）勞動(dòng)強(qiáng)度小，效果優(yōu)良。

1 水垢的危害

（1）浪費(fèi)燃料，增加成本;（2）腐蝕鍋爐，影響安全運(yùn)行;（3）降低鍋爐出率;（4）影響水循環(huán)縮短鍋爐的使用壽命。

水垢難以避免。GB1576規(guī)定：鍋外化學(xué)水處理給水總硬度不大于0.03mmol/L，不大于2t/h，且額定壓力不大于1.0MPa蒸汽和汽水兩用鍋爐可采用鍋內(nèi)加藥處理，給水的總硬度不大于4mmol/L[1]。爐內(nèi)加藥處理是在鍋爐定期清洗的情況下保證熱強(qiáng)度最大的受熱面上每年可積水垢厚度不超過(guò)1.5毫米，鍋外不超過(guò)0.5毫米，如果硬度再大，鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行很難保證。所以不可能完全清除給水水中的硬度和溶解在其中的鹽類(lèi)，設(shè)備每年至少清理一次。無(wú)法使用軟化水或使用軟化水成本非常高的系統(tǒng)，采用機(jī)械方法和化學(xué)方法除垢，會(huì)使受熱面受到損傷，縮短鍋爐的使用壽命。

2 干熱法除垢機(jī)理

水垢的線膨脹系數(shù)比金屬低得多[1]。碳鋼的線膨賬系數(shù)溫度在20～600℃它的線膨脹系數(shù)α=0.0125mm/m℃，越是致密，越是堅(jiān)硬的水垢，其膨脹系數(shù)越小，普通的日用陶瓷的線膨賬系數(shù)在20～800℃為0.0025～0.0045mm/m℃，水垢的成份與普通日用陶瓷相似，都是在高溫的環(huán)境下形成的，它的線膨脹系數(shù)相近，碳鋼線膨脹系數(shù)約為水垢的3～4倍。1米的長(zhǎng)的鋼板每溫度每升高100℃，伸長(zhǎng)1.25mm。從室溫加熱到600℃，伸長(zhǎng)約7.5mm，水垢伸長(zhǎng)約1.5mm多一點(diǎn)，水垢和金屬的面膨脹相差就更大。金屬和水垢同時(shí)受熱后，由于它們線膨脹系數(shù)相差很大，它們之間的貼合面產(chǎn)生切向應(yīng)力，溫度在下降過(guò)程中又產(chǎn)生反向的剪切力，水垢的抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度要比碳鋼低得多，這樣反復(fù)，水垢就會(huì)從金屬表面崩裂脫落。

3 干熱法除垢實(shí)例和操作過(guò)程剖析

用戶(hù)的爐型是LSG0.4-0.3-AⅡ，操作過(guò)程如下：

（1）打開(kāi)排污閥，排盡鍋爐內(nèi)部的積水;打開(kāi)人孔、手孔，檢查孔以便加溫時(shí)鍋爐內(nèi)部的殘余水汽蒸發(fā)，用木材小心緩慢加溫，使鍋爐內(nèi)部干燥。不宜用煤碳，碳火太強(qiáng)，溫度難以控制。鍋爐的水垢在濕潤(rùn)的狀態(tài)下，它的線膨賬系數(shù)比在干燥時(shí)的線膨脹系數(shù)大得多，水垢內(nèi)表面均勻，受熱后水垢本身會(huì)略微擴(kuò)張，具有延展性。所以在鍋爐正常運(yùn)行狀態(tài)下，隨著鍋爐溫度的上升，由于水垢是在鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行中逐步慢慢形成的，和鍋爐受熱面貼合緊密，鍋爐鋼材受熱膨脹，水垢也同步膨脹，水垢的表面不會(huì)開(kāi)裂。

（2）待水垢表面和鍋爐內(nèi)部完全干燥后，小心緩慢加溫，讓鋼材自由伸縮，防止產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，加熱到約600度左右，大約需要2小時(shí)左右。我們知道鋼材的是熱的良導(dǎo)體，鍋爐的底部受熱面受輻射和木材煙氣的對(duì)流熱量很快傳導(dǎo)給鍋體，只要加溫時(shí)控制好木材的火力，鍋底的局部溫度不會(huì)太高，由于溫度的上升，水垢比鋼材線膨脹系數(shù)相差很大，水垢和鋼材切合面產(chǎn)生剪切力。鍋爐用鋼一般為20g，含碳量小于0.22%。在鋼的熱處理工藝中，如果鋼材被加熱到臨界溫度723℃以下，不產(chǎn)生相變，這是個(gè)理論值，由于鋼的成份和加熱時(shí)有一定的過(guò)冷過(guò)熱度，實(shí)際應(yīng)用時(shí)低于這個(gè)溫度，大約在660℃左右。低溫去應(yīng)力退火（高溫回火），是將鋼加熱到A1以下，一般是在500～650以下。

（3）撤去木材熄火，讓鍋爐自然冷卻。冷卻過(guò)程中由于水垢同金屬的線膨脹系數(shù)相差很大，又產(chǎn)反向的剪切力，大部分水垢開(kāi)裂脫落。用木制竹制耙子小心輕輕敲擊金屬壁面，從人孔、手孔、檢查孔清理脫落的水垢，

（4）堿煮。每立方米的爐水加入碳酸鈉8公斤（如果每噸爐水再加入磷酸三鈉1.4公斤就更好），點(diǎn)火升壓至1公斤（不小于24小時(shí)），再降壓。停止堿煮后，當(dāng)爐水溫度降至70℃，排掉爐水，打開(kāi)人孔手孔檢查孔，用帶壓自來(lái)水沖掉脫落的水垢（特別是管內(nèi)水垢）清掃完后檢查水位表、汽水連通管、壓力表連接管、排污管是否暢通。用戶(hù)0.4噸鍋爐，清理出的水垢呈鱗片狀，最大厚度約4mm，清理出水垢約200斤左右;干熱使水垢崩裂，破壞了水垢和金屬之間的粘接，水垢大部分脫落、剝離，輔以堿煮使殘存的水垢松軟更易脫落，還會(huì)在金屬表面產(chǎn)生一層保護(hù)層（主要是棕紅色的Fe3O4）除垢率達(dá)99%，爐內(nèi)非常干凈，勞動(dòng)強(qiáng)度不大，效果很好;局限性：鍋爐除垢每一種方法都有其局限性。干熱法除垢只適用燃煤立式鍋爐，關(guān)鍵是掌握控制好加熱的溫度，避免過(guò)熱和過(guò)燒，防止鋼材性能變壞。用木材加溫，溫度易控制，不會(huì)鍋爐對(duì)鍋爐產(chǎn)生損害，毫無(wú)污染，費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單，效果優(yōu)良;雖然用戶(hù)自創(chuàng)干熱法除垢在原理上可行，在空鍋時(shí)加溫采用木材，溫度較碳火易控制，但是應(yīng)該采取措施，保證鍋爐受熱在控制的范圍內(nèi)，不產(chǎn)生局部高溫。當(dāng)今電子技術(shù)飛速發(fā)展，測(cè)量溫度己不是難題，數(shù)學(xué)式的測(cè)溫儀已非常便宜、使用方便;如果由于操作上的原因，如果效果不夠理想，還可以重復(fù)一次上面的方法。

4 結(jié)語(yǔ)

干熱除垢方法重中之重是干熱而非干燒，較好決了難溶水垢的難題，較化學(xué)除垢簡(jiǎn)單、徹底。當(dāng)今科技測(cè)溫己不是難題，干熱法除垢關(guān)鍵是掌握好加熱時(shí)的溫度，避免過(guò)熱、過(guò)燒，不對(duì)鍋爐鋼材產(chǎn)生破壞性的影響，用戶(hù)宜謹(jǐn)慎小心使用。本文作歸納總結(jié)，作為除垢方法的補(bǔ)充和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊東方，陳潔著.低壓鍋爐水處理技術(shù)問(wèn)答[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1990（02）.

[2]金屬材料及熱處理[S].江蘇省鍋爐壓力容器專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)教材.endprint