鍋爐容易結(jié)垢的原因分析

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

鍋爐參數(shù)不同，工作條件不同，污垢成分也會有很大差異。水質(zhì)處理是防止污垢的基礎(chǔ)，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(dá)數(shù)萬臺次，總產(chǎn)值近億元，應(yīng)是關(guān)注的焦點(diǎn)。小型生活用鍋爐數(shù)量巨大，基本都不進(jìn)行水處理，使用自來水或地表水、井水為原水，只要受熱，占水總?cè)芙夤绦挝?0%以上的碳酸鹽硬度就會成垢析出。即使人們不了解此成垢反應(yīng)歷程，但生活經(jīng)歷都給出了這種認(rèn)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，每向鍋爐送入1T水，就會產(chǎn)生0.2 kg水垢，即使只有50%在受熱面上結(jié)成水垢，其數(shù)量也很可觀。

采暖的熱水鍋爐結(jié)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(bǔ)水率≧5%，難免因熱水鍋爐受熱面和熱網(wǎng)系統(tǒng)中結(jié)垢而影響傳熱；如果水溫超過60℃，鍋爐受熱面和熱網(wǎng)系統(tǒng)也會結(jié)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(bǔ)充水處理，也不進(jìn)行鍋內(nèi)水處理者，必然會結(jié)垢。補(bǔ)充水質(zhì)不合格或者鍋內(nèi)處理不當(dāng)，或者鍋爐排污量不足，都會使受熱百管子結(jié)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(jié)垢程度越嚴(yán)重。它既與難溶化合物溶解度隨水溫升高而降低的習(xí)性有關(guān)，更和熱流作用有關(guān)。受熱面熱負(fù)荷對結(jié)垢速率影響至大。

3.8MPa及以上工業(yè)鍋爐，進(jìn)行鍋內(nèi)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(tuán)，并隨定時進(jìn)行的底部排污排出鍋外。但是，當(dāng)給水硬度嚴(yán)重超標(biāo)時，尤其是當(dāng)?shù)撞颗盼鄄蛔銜r，水渣會隨鍋水循環(huán)，黏附在受熱面管子的向火側(cè)形成二次水垢，它們的成分以磷酸鹽垢為主，當(dāng)給水硬度超標(biāo)嚴(yán)重時，也會有碳酸鈣存在。

（2）電站鍋爐的水垢和銹垢。

電站鍋爐補(bǔ)充水是化學(xué)除鹽水。化學(xué)除鹽系統(tǒng)陽床的脫除離子能力和金屬離子的原子序數(shù)及價態(tài)有關(guān)，因此，其脫除鈣鎂離子的能力最強(qiáng)。化學(xué)除鹽水的硬度應(yīng)該是零。然而，與給水組成95%的凝結(jié)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結(jié)垢。電站鍋爐水冷壁管結(jié)水垢的另一重要原因，是相當(dāng)多的亞臨界參數(shù)控制循環(huán)鍋爐無底部排污裝置。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(jié)垢后，必然誘發(fā)垢下的閉塞區(qū)腐蝕，產(chǎn)生銹垢，而且銹垢所占比例遠(yuǎn)大于水垢成分，可達(dá)水垢的5~10倍。這就是腐蝕產(chǎn)物垢，亦即銹垢。

電站鍋爐過熱器管和直流鍋爐受熱面管子還會結(jié)鹽垢，而且只要結(jié)鹽垢，必然會超溫產(chǎn)生磁性氧化鐵垢，它不同于常見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。