淺析工業(yè)鍋爐化學(xué)清洗的必要性

魏冬雪+楊芳

【摘要】本文針對(duì)工業(yè)鍋爐運(yùn)行壓力低、給水品質(zhì)不高等問(wèn)題進(jìn)行了分析，同時(shí)分析了工業(yè)鍋爐結(jié)垢腐蝕的危害，最后強(qiáng)調(diào)工業(yè)鍋爐化學(xué)清洗的重要性。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)鍋爐；結(jié)垢腐蝕；爆管；化學(xué)清洗

前言

目前，工業(yè)鍋爐在生活中也占有著舉足輕重的地位，例如供暖、制藥等行業(yè)，然而在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐給水中的Ca、Mg等離子會(huì)在鍋爐內(nèi)沉積結(jié)垢或腐蝕，導(dǎo)致鍋爐熱效率降低，嚴(yán)重甚至?xí)l(fā)生爆管等事故。因此，工業(yè)鍋爐的腐蝕結(jié)垢問(wèn)題不容忽視，為了避免事故發(fā)生，使鍋爐安全穩(wěn)定得運(yùn)行，定期對(duì)鍋爐進(jìn)行化學(xué)清洗是十分有必要的。

一、工業(yè)鍋爐給水控制指標(biāo)

由于工業(yè)鍋爐普遍運(yùn)行壓力低，對(duì)給水品質(zhì)要求不是特別嚴(yán)格。工業(yè)鍋爐通常給水要求指標(biāo)有：硬度（YD）、堿度（JD）、氯離子（Cl-）等。硬度（YD）：是控制鍋爐給水的重要指標(biāo)，硬度越高鍋爐結(jié)垢越嚴(yán)重，所以鍋爐給水硬度越小越好。根據(jù)GB1576對(duì)工業(yè)鍋爐的規(guī)定：①蒸汽鍋爐：采用鍋外水處理時(shí)限制給水硬度≤0.03mmol/L，采用鍋內(nèi)加藥處理時(shí)限制給水硬度≤4mmol/L；②汽水兩用和熱水鍋爐：采用鍋外處理時(shí)硬度≤0.6mmol/L，鍋內(nèi)加藥處理的硬度≤6mmol/L。堿度（JD）：是控制鍋水的一個(gè)重要指標(biāo)之一，鍋爐在運(yùn)行期間不斷循環(huán)蒸發(fā)，使鍋水不斷濃縮，所以堿度值原來(lái)越高，過(guò)大會(huì)產(chǎn)生堿性腐蝕，苛性脆化腐蝕，也影響蒸汽品質(zhì)，還容易發(fā)生汽水共騰事故；過(guò)小會(huì)發(fā)生氧腐蝕。工業(yè)鍋爐通常要求給水堿度范圍為6-26mmol/L。

工業(yè)鍋爐水處理通常采用軟化器軟化、除氧器除氧以及添加化學(xué)藥劑等處理方法。

二、工業(yè)鍋爐的腐蝕結(jié)垢及危害

即使經(jīng)過(guò)處理的軟化水，其中的離子仍然會(huì)經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)在鍋爐表面沉積，從而影響鍋爐的熱傳遞效率造成能源浪費(fèi)。當(dāng)在鍋爐內(nèi)壁形成水垢后，在形成水垢的地方導(dǎo)熱效率較差，從而使得鍋爐中各處受熱不均，鍋爐水垢處受熱后無(wú)法依靠鍋爐水進(jìn)行冷卻，從而造成鍋爐受熱面的表面溫度不斷增高，使得鍋爐鋼材的抗拉強(qiáng)度降低，長(zhǎng)期的鍋爐運(yùn)行后容易使得鍋爐的鋼板鼓包或是爆裂。

鍋爐運(yùn)行一段時(shí)間后，在爐管上往往會(huì)粘附一層白色硬皮，俗稱水垢。水垢的主要成分是溶解度較小的鈣、鎂鹽類(lèi)，其形成的主要原因是鍋爐給水中的硬度偏高，而鍋水的pH值和堿度等防垢的重要指標(biāo)偏低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鍋爐中所產(chǎn)生的水垢的導(dǎo)熱率只有鍋爐內(nèi)壁導(dǎo)熱效率的2%～30%，同時(shí)隨著鍋爐內(nèi)壁水垢的厚度的不斷增加，使得鍋爐的導(dǎo)熱效率也會(huì)越來(lái)越差，為達(dá)到同樣的效果需要消耗更多的燃料。另外排污過(guò)量，加上給水硬度過(guò)高，從而導(dǎo)致堿度和pH過(guò)低。如果鍋水堿度和pH過(guò)低，不利于防垢。因此鍋水中需要維持一定的堿度和pH，使之與硬度反應(yīng)。只有足夠的堿度和pH才能生成容易排出的水渣從而達(dá)到防垢目的。由此可見(jiàn)，鍋爐結(jié)垢的主要原因是水質(zhì)不良和排污不科學(xué)，而水質(zhì)不良主要是由于水處理設(shè)備配備不合理、運(yùn)行不正常和維護(hù)不當(dāng)造成的。

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表面，鍋爐內(nèi)壁的水垢每增加1.5mm則需要增加6%的能源消耗，當(dāng)鍋爐內(nèi)壁中的水垢達(dá)到5mm時(shí)，總體的鍋爐熱傳遞效率只能達(dá)到85%左右。割取長(zhǎng)期未經(jīng)清洗的鍋爐水冷壁進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)水冷壁管向火側(cè)有明顯“鼓包”現(xiàn)象，部分管段有裂紋鼓包、裂紋部位，可以看出，垢下的水冷壁管發(fā)生了嚴(yán)重腐蝕，鼓包變形嚴(yán)重，水冷壁管強(qiáng)度明顯下降。

因此，工業(yè)鍋爐一旦發(fā)生腐蝕和結(jié)垢后果相當(dāng)嚴(yán)重，不僅僅影響日常正常生產(chǎn)浪費(fèi)能源，而且有可能發(fā)生爆管等事故，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。

三、工業(yè)鍋爐的化學(xué)清洗

鍋爐化學(xué)清洗是指采用一定的清洗工藝，通過(guò)化學(xué)藥劑的水溶液與鍋爐汽水系統(tǒng)中的腐蝕產(chǎn)物、沉積物和污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使鍋爐受熱面內(nèi)表面清潔，并在金屬表面形成良好鈍化膜的方法?；瘜W(xué)清洗是防止受熱面因腐蝕和結(jié)垢引起事故的必要措施，同時(shí)也是提高鍋爐效率、改善機(jī)組水汽品質(zhì)的有效措施之一。

工業(yè)鍋爐的酸洗相比電站鍋爐具有很大的差異性，具體如下。

（1）鍋爐結(jié)垢量大，管道可能存在局部腐蝕穿孔的情況（停爐檢查發(fā)現(xiàn)是否有鼓包現(xiàn)象）；

（2）鍋爐標(biāo)高低；過(guò)流截面大，達(dá)到0.89m2；酸洗時(shí)需要低揚(yáng)程大流量的清洗泵；

（3）水容積小，需要采用合適的清洗劑，防止清洗過(guò)程中垢鹽的過(guò)飽和沉淀；

（4）無(wú)加熱蒸汽源，清洗液溫度保障困難；

（5）無(wú)除鹽水，鍋爐補(bǔ)給水為軟化水；

（6）鍋爐死角多，酸洗殘?jiān)灰讻_干凈，影響鈍化效果；

（7）鍋爐最高點(diǎn)無(wú)排氣，酸洗產(chǎn)生的氣體只能通過(guò)回酸管回到清洗箱。

只要針對(duì)以上特點(diǎn)采取好措施，工業(yè)鍋爐的化學(xué)清洗也可以做得非常好。

五、結(jié)論

綜上所述，對(duì)于工業(yè)鍋爐而言，化學(xué)清洗是非常有必要的，不但能夠避免鍋爐被腐蝕，制止腐蝕范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，也是節(jié)能、保護(hù)環(huán)境方面不可或缺的關(guān)鍵性手段。在科技日益發(fā)展的浪潮中，鍋爐化學(xué)清洗應(yīng)用范圍日漸擴(kuò)大，化學(xué)清洗技術(shù)也得到發(fā)展，各種清洗技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，比如，在線清洗技術(shù)。為了保障鍋爐化學(xué)清洗質(zhì)量，需要通過(guò)不同途徑采取多樣化的方法，客觀地評(píng)價(jià)其清洗質(zhì)量，避免留下安全隱患，導(dǎo)致安全事故頻繁發(fā)生，影響鍋爐設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致相關(guān)的操作無(wú)法順利進(jìn)行，合理控制運(yùn)營(yíng)成本，提高運(yùn)營(yíng)效益。

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作者簡(jiǎn)介：

魏冬雪（1989-），女，漢族，吉林磐石人，碩士，助理工程師，主要從事化學(xué)分析相關(guān)工作。endprint