鍋爐容易結垢的原因分析

鍋爐是受熱設備中最容易沾上各種污垢的設備。它的遇水則會(huì )結水垢，蒸汽流程中會(huì )結鹽垢，有腐蝕之處會(huì )產(chǎn)生銹垢；它在火焰則和其后的煙氣流程中，會(huì )黏附焦渣、積累粉煤灰、黏附油渣炱和腐蝕產(chǎn)物。

鍋爐參數不同，工作條件不同，污垢成分也會(huì )有很大差異。水質(zhì)處理是防止污垢的基礎，除垢清洗則是保持受熱面清潔的重要措施。為更有效地防垢和除垢，必須查明污垢成因，以便從源頭上解決和更有效地采取清洗措施。

（1）采暖鍋爐和工業(yè)鍋爐的水垢。

小型生活用鍋爐、采暖鍋爐和工業(yè)鍋爐是化學(xué)清洗的主要對象，每年的清洗量高達數萬(wàn)臺次，總產(chǎn)值近億元，應是關(guān)注的焦點(diǎn)。小型生活用鍋爐數量巨大，基本都不進(jìn)行水處理，使用自來(lái)水或地表水、井水為原水，只要受熱，占水總溶解固形物70%以上的碳酸鹽硬度就會(huì )成垢析出。即使人們不了解此成垢反應歷程，但生活經(jīng)歷都給出了這種認識。在黃河流域和海灤水系經(jīng)流之處，水的碳酸鹽硬度約為2mmol/L。這就是說(shuō)，每向鍋爐送入1T水，就會(huì )產(chǎn)生0.2 kg水垢，即使只有50%在受熱面上結成水垢，其數量也很可觀(guān)。

采暖的熱水鍋爐結垢原因和小型生活鍋爐相同，但是它受控于熱水鍋爐的工質(zhì)損失程度和工質(zhì)的溫度。如果熱水鍋爐補水率≧5%，難免因熱水鍋爐受熱面和熱網(wǎng)系統中結垢而影響傳熱；如果水溫超過(guò)60℃，鍋爐受熱面和熱網(wǎng)系統也會(huì )結水垢。它們的成分都是以碳酸鈣為主。采暖蒸汽鍋爐不進(jìn)行補充水處理，也不進(jìn)行鍋內水處理者，必然會(huì )結垢。補充水質(zhì)不合格或者鍋內處理不當，或者鍋爐排污量不足，都會(huì )使受熱百管子結水垢。上述3種情況所生成的垢，是直接由水中析出碳酸鈣，碳酸鈣微晶在受熱面上依次排序和增大晶粒尺寸，為一次水垢。工質(zhì)溫度越高，結垢程度越嚴重。它既與難溶化合物溶解度隨水溫升高而降低的習性有關(guān)，更和熱流作用有關(guān)。受熱面熱負荷對結垢速率影響至大。

3.8MPa及以上工業(yè)鍋爐，進(jìn)行鍋內磷酸鹽防垢處理，可使進(jìn)入鍋爐的少量鈣鎂離子以水渣形式成為不黏附的絮團，并隨定時(shí)進(jìn)行的底部排污排出鍋外。但是，當給水硬度嚴重超標時(shí)，尤其是當底部排污不足時(shí)，水渣會(huì )隨鍋水循環(huán)，黏附在受熱面管子的向火側形成二次水垢，它們的成分以磷酸鹽垢為主，當給水硬度超標嚴重時(shí)，也會(huì )有碳酸鈣存在。

（2）電站鍋爐的水垢和銹垢。

電站鍋爐補充水是化學(xué)除鹽水?；瘜W(xué)除鹽系統陽(yáng)床的脫除離子能力和金屬離子的原子序數及價(jià)態(tài)有關(guān)，因此，其脫除鈣鎂離子的能力最強?；瘜W(xué)除鹽水的硬度應該是零。然而，與給水組成95%的凝結水水質(zhì)受凝汽器泄漏的影響甚大。凝汽器泄漏是直接向給水輸入硬度的主要原因。只要凝汽器泄漏，電站鍋爐水冷壁管必然會(huì )結垢。電站鍋爐水冷壁管結水垢的另一重要原因，是相當多的亞臨界參數控制循環(huán)鍋爐無(wú)底部排污裝置。即使鍋爐投入了磷酸三鈉，使水垢成分變成了水渣，最終還是黏附到了水冷壁管上成垢。電站鍋爐水冷壁管結垢后，必然誘發(fā)垢下的閉塞區腐蝕，產(chǎn)生銹垢，而且銹垢所占比例遠大于水垢成分，可達水垢的5~10倍。這就是腐蝕產(chǎn)物垢，亦即銹垢。

電站鍋爐過(guò)熱器管和直流鍋爐受熱面管子還會(huì )結鹽垢，而且只要結鹽垢，必然會(huì )超溫產(chǎn)生磁性氧化鐵垢，它不同于常見(jiàn)的銹垢之處是其成分幾乎全部是磁化氧化鐵，是水蒸汽氧化腐蝕的產(chǎn)物。