锅炉结垢不停炉在线清洗除垢需注意4个问题

 

摘要：锅炉7种常用化学酸洗除垢工艺存在共同的缺陷：化学酸洗工艺复杂，对清洗人有资质和技术要求；需要锅炉停炉停机，耽搁生产；酸洗腐蚀对设备有安全隐患；被动除垢治标不治本，能耗随着化学清洗后时间延长而增加；大量酸洗废液排放，材料设备损耗，不环保。锅炉结垢不停炉在线清洗除垢，是将具有螯合功能和分散功能的多效能BF防腐除垢剂加入锅水中，把锅炉陈旧水垢缓慢地螯合下来并分散在炉水中，水垢随锅炉正常排污排出。

关键词：锅炉结垢；锅炉在线除垢；锅炉不停炉清洗；锅炉不停炉除垢；锅炉在线清洗

一、锅炉结垢的原因

锅炉结垢的原因是锅炉给水中含有钙镁硬度、硅酸根以及腐蚀形成氧化铁等含结垢成分物质，结垢成分物质在炉水中不断被加热浓缩、溶解度饱和析出、受热分解、相互反应及转化，随着时间延长，结垢成分物质在锅炉受热面及炉管上形成固体沉积物，就称之为水垢。

▲锅炉结垢停炉化学清洗水垢

二、锅炉结垢的5种危害

因锅炉给水水质不同和实际使用工况不同，常见锅炉水垢类型有碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、磷酸盐水垢、氧化铁水垢、混合水垢六类 。所有类型水垢的导热性都很差（见下图），其导热系数要比锅炉本体钢材的导热系数小几十倍至数百倍，所以锅炉结垢后就会严重阻碍传热并引起5种危害：

▲不同类型的锅炉水垢导热系数

锅炉水垢危害1：锅炉出力不好、效率下降、浪费燃料

锅炉结垢后将严重影响受热面传热，降低热效率，锅炉出力不好，增加燃料消耗，（见下图）。又有实验估算，锅炉受热面结1毫米水垢，锅炉热效率下降5%，锅炉浪费燃料8%。各位同行、各位同学，您是怎样理解这2个锅炉1mm水垢对燃料能源浪费的数据差异的？或者您认为哪个数据更靠谱些。

▲碳酸钙水垢厚度与传热损失的关系

锅炉水垢危害2：引发运行事故，造成设备损坏，影响安全生产

　　锅炉受热面结垢后，锅炉受热面金属的热量由于受水垢的阻碍而难于传热给锅水，致使受热面金属壁温急剧升高，当温度超过了金属所能允许承受的温度时，金属强度显著降低，从而导致金属过热变形，严重时将造成鼓包、裂缝，引发锅炉爆管等事故。

▲从颜色外观来看，这些导致锅炉结垢爆管是什么类型的水垢？

锅炉水垢危害3：堵塞管道，破坏水循环

炉管内结垢或靠近炉管两端出口处结垢，就会减小炉管流通截面积，增大了水的流动阻力，破坏了正常的水循环，严重时还会完全堵塞管道，造成炉管过热蠕胀，甚至爆管等安全事故。

▲锅炉钙镁水垢结垢爆管，停炉紧急维修后切割更换下来的炉管堆积在角落

锅炉水垢危害4：引起垢下腐蚀，即介质浓缩腐蚀

锅炉结垢后还会引起垢下腐蚀，严重的会发生点蚀、穿孔、泄漏等危害。垢下腐蚀以氧化铁垢最为典型，有些结构紧凑或结构复杂的锅炉，一旦受热面结垢，就极难清除，严重时只好停炉，采用挖补、割管换管等修理措施，不但费用大，还耽误生产，而且还会使锅炉受热面受到严重损伤。这些危害都将大大缩短锅炉设备的使用寿命。

▲锅炉氧腐蚀，炉管氧化铁垢下腐蚀坑穿孔泄漏，看到那个穿孔吗

锅炉水垢危害5：清洗水垢增加锅炉运行成本，耽搁生产

锅炉结垢后，将增加清洗和维修的时间、费用及工作量等，影响生产，减小锅炉的有效利用率，降低经济性。

三、锅炉结垢传统化学清洗与不停炉在线清洗除垢技术优劣对比

1、锅炉结垢传统化学清洗除垢。在各种锅炉除垢方法中，酸洗除垢工艺成熟、除垢彻底，效果较理想。

    当前，锅炉用户常用7种化学清洗水垢工艺，即锅炉结垢清洗盐酸酸洗除垢、锅炉结垢清洗硝酸酸洗除垢、锅炉结垢清洗氢氟酸酸洗除垢、锅炉结垢清洗柠檬酸酸洗除垢、锅炉结垢清洗羟基乙酸酸洗除垢、锅炉结垢清洗氨基磺酸酸洗除垢、锅炉结垢清洗EDTA酸洗除垢。

以上7种锅炉常用化学酸洗除垢工艺，针对不同成分类型的的水垢和锅炉工况，有各自不同的优劣势。但是，这7种锅炉常用化学酸洗除垢工艺存在共同的缺陷：化学酸洗工艺复杂，对清洗人有资质和技术要求；需要锅炉停炉停机，耽搁生产；酸洗腐蚀对设备有安全隐患；被动除垢治标不治本，能耗随着化学清洗后时间延长而增加；大量酸洗废液排放，材料设备损耗，不环保。

▲锅炉结垢传统化学清洗与不停炉在线清洗除垢技术优劣对比

2、锅炉不停工不停炉在线除垢技术——多效能BF防腐除垢剂

多效能BF防腐除垢剂清洗法属于在线无酸不停工停炉锅炉结垢清洗技术，除垢阻垢分散铁垢、防腐缓蚀、调节PH值多效能BF防腐除垢剂是北京化工大学研制专属权利产品，也是零排污蒸汽发生技术核心技术产品，获国家发明二等奖，通过了中国锅炉水处理协会认证。近年来很多工业锅炉用户用多效能BF防腐除垢剂替代酸洗，成功实现了结垢锅炉在线无酸不停车停炉清洗，清洗效果、防腐效果用户满意度评价甚高。

多效能BF防腐除垢剂清洗结垢锅炉的机理：多效能BF防腐除垢剂含有螯合剂和分散剂，能把难溶性氧化铁垢、硅酸垢等锅炉陈旧水垢缓慢地螯合下来并分散在炉水中，水垢随锅炉正常排污排出；多效能BF防腐除垢剂具有强悍防腐性能，渗入透过能力强，能渗入垢下在金属面附上保护膜。

3、使用多效能BF防腐除垢剂在线不停炉清洗除垢有5种优势：

①多效能BF防腐除垢剂不改变锅炉水的运行状态，也不改变生产工艺的正常运行参数，可以不停车停炉在生产过程中进行清洗；

②碱性药剂对锅炉有防腐保护作用，对金属无腐蚀性，使用安全；

③多效能BF防腐除垢剂是缓慢螯合除垢，运行过程中，不会有较大的垢块直接从锅炉内壁脱落造成排污和水冷壁管道堵塞；

④使用简单方便，只需把药剂加入锅炉给水箱中，由给水携带进入锅炉即可，无需额外设备或装备，无需额外清洗和排污的水资源；锅炉排污水可直接排放无需额外处理。

⑤适用范围广：多效能BF防腐除垢剂适用工业蒸汽锅炉、热水锅炉、蒸汽发生器、供热循环水系统。

4、BF防腐除垢剂剂多效能10项优势：

①防腐、覆保护膜 缓蚀率≥99％，阻垢 阻垢率≥99％、阻垢范围宽，替代磷酸三钠；

②作为停炉保护剂 锅炉及系统设备停用保护缓蚀率≥99％，停炉直接密封锅炉设备即可，不需频繁定期检查，启炉和停炉均不需排掉炉水，长期停炉、频繁启炉停炉、长时间间歇式锅炉运行防腐缓蚀保护都适用；

③作为铁垢分散剂 除锈、分散铁垢；尤其适用于高温蒸汽冷凝水无除铁处理工艺直接回用的锅炉；

④碱性药剂，作为PH值调节剂提高给水、炉水PH值，中和CO2弱酸性腐蚀，替代碳酸钠、氢氧化钠、氨水；

⑤溶垢除垢、螯合清除系统老垢，替代锅炉酸洗保养，实现无酸无损害在线清洗锅炉即在线运行不用停炉

⑥作为消泡剂 提高蒸汽干度，保证蒸汽品质；

⑦生水+ 多效能BF防腐除垢剂，热水锅炉代替软化水，除氧操作，保护环境；

⑧生水+多效能BF防腐除垢剂+BF-31T凝水保护剂，代替蒸汽锅炉系统软化装置+除氧设备+除铁设备；

⑨操作方法简便：向补水箱中加入药剂，锅水pH值10.5～12为合格；

⑩对水垢的螯合作用、分散作用以及晶格畸变作用都是非化学计量的，具有阈值效应，加药剂量少，降低锅炉排污率。

四、锅炉结垢使用多效能BF防腐除垢剂不停炉在线清洗除垢需要注意4个问题：

①锅水浊度上升。不停炉在线除垢是利用多效能BF防腐除垢剂剂螯合效能，将炉内存量垢物理螯合下来并分散在炉水中，随锅炉排污排出，故药剂加入后，锅水浊度上升，炉水颜色泛黄或发红均为正常。

②锅炉清洗所需时间周期较长。不停炉在线物理螯合除垢不同于化学酸洗，多效能BF防腐除垢剂清除系统老垢较温和，是缓慢渐进的除垢，清洗所需时间周期长，不会造成垢块大幅脱落堵塞管道。

③防止碱性腐蚀。尽管药剂量、药剂浓度与螯合除垢速率成正比，但是要防止锅炉设备碱腐蚀，维持锅水PH值在12以内。

④可以记录产气量、排烟温度、汽气比、锅水浊度等反映药剂除垢进度对锅炉各项指标变化，以对锅炉除垢进程和药剂效能做出判断。

各位同行，各位同学，你们单位锅炉结垢在使用什么清洗方法，清洗效果如何？关于锅炉腐蚀结垢爆管、锅水发红、蒸汽冷凝水铁超标、蒸汽凝结水颜色发黄、锅炉结垢不停炉不停工在线除垢技术、凝汽器结垢不停机不停工不停车在线清洗除垢技术等问题，北京化工大学 颜辉I86OO475З86随时欢迎各位同仁讨论问题交流经验心得，随时欢迎各位同仁分享锅炉设备管理使用经验，就解决锅炉各种实际问题相互学习。锅炉结垢不停炉在线清洗除垢需注意4个问题

五、锅炉结垢不停炉停车在线清洗除垢技术案例

甘肃XX化工股份有限公司有1台17吨余热锅炉，24小时运行生产，平均每天产气量240吨，平均排烟温度240℃，使用反渗透除盐水作为锅炉补水，高温蒸汽冷凝回水不回用锅炉，使用磷酸三钠作为阻垢剂，使用二甲基酮肟作为除氧剂，使用氨水提高锅炉补水PH值；锅炉检修开炉看到有三分之二的炉管壁上附着平均厚度为1.-2mm左右灰白色水垢，炉内边角水流缓慢处垢层较厚4-11mm。目前，锅炉出力不好平均热效率低，平均排烟温度数据显示持续缓慢上升，锅炉排污量大，加大排污量问题没有明显改善。

▲余热锅炉结垢不停炉在线清洗除垢技术

经过技术交流及可行性评估后，2017年5月19日，该公司使用BF防腐除垢剂替换磷酸三钠Na3PO4作为锅炉防腐阻垢剂，停止使用除氧剂二甲基酮肟。2017年10月19日，通过5个月时间的运行监测，期间锅水浊度上升，经过几个周期波动变化恢复正常；锅水颜色外观也一样，锅水颜色出现外观正常—泛黄—加深—泛黄—加深—泛黄的几次反复后，锅水颜色外观恢复正常。期间锅水排污也跟随锅水浊度变化增加或减少排污次数和延长或缩短排污时间，BF防腐除垢剂没有对锅炉及关联系统造成任何损害，相反锅炉控制面板上排烟温度数据显示则一路下降，平均排烟温度下降至180℃，平均每天产气量上升为290吨，排烟温度和产气量2项数据达到了酸洗后的水平。停车开炉查看锅炉结垢情况，发现灰白色水垢不见了，锅炉管壁光滑可鉴覆膜完整。

鉴于多效能BF防腐除垢剂不停炉停车在线清洗除垢达到目标效果，进入日常阻垢维护锅炉出力和热效率阶段，于是继续使用BF防腐除垢剂替换磷酸三钠作为锅炉防腐阻垢剂，停止使用除氧剂二甲基酮肟，逐步降低BF防腐除垢剂使用量并恢复到正常加药量。与此同时，使用防护效能更好的BF凝水除铁保护剂替代氨水提高锅炉补水PH值。

2018年4月，笔者在一次用户满意度走访该企业时，带回来一瓶该企业锅炉的蒸汽冷凝回水水样，经我检测中心检测，该药企蒸汽冷凝水硬度为0.005mmol/L，全铁离子为0.11mg/L符合锅炉给水要求，以前该企业自测凝水全铁离子为0.6mg/L，超出国标GB/T1576-2008锅炉给水指标要求，故将90℃高温蒸汽冷凝水排放它用。经分析，可能是使用防护效能更好的BF凝水除铁保护剂替代氨水提高锅炉补水PH值，BF凝水除铁保护剂对锅炉蒸汽系统及凝水系统设备和管网覆膜保护后，减少锅炉蒸汽系统及凝水系统设备和管网腐蚀，以至于高温纯净蒸汽冷凝水全铁指标达标，故建议该企业将外排的90℃的高温蒸汽冷凝水直接回用到锅炉，经过技术交流和风险及可行性评估后，2018年5月，该公司正式将高温蒸汽冷凝水作为补水直接回用到锅炉。

90℃的高温纯净的蒸汽冷凝水直接回用到锅炉后，极大改善了锅炉工况，余热锅炉出力和热效率大幅提升，产气量、排烟温度指标完全达到了设计要求，节省了大量的反渗透除盐水。

至今在7年多时间里，该企业使用BF防腐除垢剂不停炉停车在线无酸清洗除垢不仅达到目标效果，而且避免了酸洗对锅炉设备腐蚀造成的安全隐患，减少了余热锅炉运行成本，不仅成功实现了经济效益，而且实现了节能减排的社会效益。

锅炉结垢不停炉在线清洗除垢需注意4个问题（颜辉）