鍋爐在線清洗不停爐除垢須重視四個(gè)問題

摘要：鍋爐7種常用化學(xué)酸洗除垢工藝存在共同的缺陷：化學(xué)酸洗工藝復(fù)雜，對(duì)清洗人有資質(zhì)和技術(shù)要求；需要鍋爐停爐停機(jī)，耽擱生產(chǎn)；酸洗腐蝕對(duì)設(shè)備有安全隱患；被動(dòng)除垢治標(biāo)不治本，能耗隨著化學(xué)清洗后時(shí)間延長(zhǎng)而增加；大量酸洗廢液排放，材料設(shè)備損耗，不環(huán)保。鍋爐結(jié)垢不停爐在線清洗除垢，是將具有螯合功能和分散功能的多效能BF防腐除垢劑加入鍋水中，把鍋爐陳舊水垢緩慢地螯合下來并分散在爐水中，水垢隨鍋爐正常排污排出。

關(guān)鍵詞：鍋爐結(jié)垢；鍋爐在線除垢；鍋爐不停爐清洗；鍋爐不停爐除垢；鍋爐在線清洗

一、鍋爐結(jié)垢的原因

鍋爐結(jié)垢的原因是鍋爐給水中含有鈣鎂硬度、硅酸根以及腐蝕形成氧化鐵等含結(jié)垢成分物質(zhì)，結(jié)垢成分物質(zhì)在爐水中不斷被加熱濃縮、溶解度飽和析出、受熱分解、相互反應(yīng)及轉(zhuǎn)化，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，結(jié)垢成分物質(zhì)在鍋爐受熱面及爐管上形成固體沉積物，就稱之為水垢。

  ▲鍋爐結(jié)垢停爐化學(xué)清洗水垢

二、鍋爐結(jié)垢的5種危害

因鍋爐給水水質(zhì)不同和實(shí)際使用工況不同，常見鍋爐水垢類型有碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、磷酸鹽水垢、氧化鐵水垢、混合水垢六類 。所有類型水垢的導(dǎo)熱性都很差（見下圖），其導(dǎo)熱系數(shù)要比鍋爐本體鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)小幾十倍至數(shù)百倍，所以鍋爐結(jié)垢后就會(huì)嚴(yán)重阻礙傳熱并引起5種危害：

  ▲不同類型的鍋爐水垢導(dǎo)熱系數(shù)

鍋爐水垢危害1：鍋爐出力不好、效率下降、浪費(fèi)燃料

鍋爐結(jié)垢后將嚴(yán)重影響受熱面?zhèn)鳠幔档蜔嵝?，鍋爐出力不好，增加燃料消耗，（見下圖）。又有實(shí)驗(yàn)估算，鍋爐受熱面結(jié)1毫米水垢，鍋爐熱效率下降5%，鍋爐浪費(fèi)燃料8%。各位同行、各位同學(xué)，您是怎樣理解這2個(gè)鍋爐1mm水垢對(duì)燃料能源浪費(fèi)的數(shù)據(jù)差異的？或者您認(rèn)為哪個(gè)數(shù)據(jù)更靠譜些。

  ▲碳酸鈣水垢厚度與傳熱損失的關(guān)系

鍋爐水垢危害2：引發(fā)運(yùn)行事故，造成設(shè)備損壞，影響安全生產(chǎn)

　　鍋爐受熱面結(jié)垢后，鍋爐受熱面金屬的熱量由于受水垢的阻礙而難于傳熱給鍋水，致使受熱面金屬壁溫急劇升高，當(dāng)溫度超過了金屬所能允許承受的溫度時(shí)，金屬?gòu)?qiáng)度顯著降低，從而導(dǎo)致金屬過熱變形，嚴(yán)重時(shí)將造成鼓包、裂縫，引發(fā)鍋爐爆管等事故。

  ▲從顏色外觀來看，這些導(dǎo)致鍋爐結(jié)垢爆管是什么類型的水垢？

鍋爐水垢危害3：堵塞管道，破壞水循環(huán)

爐管內(nèi)結(jié)垢或靠近爐管兩端出口處結(jié)垢，就會(huì)減小爐管流通截面積，增大了水的流動(dòng)阻力，破壞了正常的水循環(huán)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)完全堵塞管道，造成爐管過熱蠕脹，甚至爆管等安全事故。

  ▲鍋爐鈣鎂水垢結(jié)垢爆管，停爐緊急維修后切割更換下來的爐管堆積在角落

鍋爐水垢危害4：引起垢下腐蝕，即介質(zhì)濃縮腐蝕

鍋爐結(jié)垢后還會(huì)引起垢下腐蝕，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕、穿孔、泄漏等危害。垢下腐蝕以氧化鐵垢最為典型，有些結(jié)構(gòu)緊湊或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鍋爐，一旦受熱面結(jié)垢，就極難清除，嚴(yán)重時(shí)只好停爐，采用挖補(bǔ)、割管換管等修理措施，不但費(fèi)用大，還耽誤生產(chǎn)，而且還會(huì)使鍋爐受熱面受到嚴(yán)重?fù)p傷。這些危害都將大大縮短鍋爐設(shè)備的使用壽命。

  ▲鍋爐氧腐蝕，爐管氧化鐵垢下腐蝕坑穿孔泄漏，看到那個(gè)穿孔嗎

鍋爐水垢危害5：清洗水垢增加鍋爐運(yùn)行成本，耽擱生產(chǎn)

鍋爐結(jié)垢后，將增加清洗和維修的時(shí)間、費(fèi)用及工作量等，影響生產(chǎn)，減小鍋爐的有效利用率，降低經(jīng)濟(jì)性。

三、鍋爐結(jié)垢?jìng)鹘y(tǒng)化學(xué)清洗與不停爐在線清洗除垢技術(shù)優(yōu)劣對(duì)比

1、鍋爐結(jié)垢?jìng)鹘y(tǒng)化學(xué)清洗除垢。在各種鍋爐除垢方法中，酸洗除垢工藝成熟、除垢徹底，效果較理想。

    當(dāng)前，鍋爐用戶常用7種化學(xué)清洗水垢工藝，即鍋爐結(jié)垢清洗鹽酸酸洗除垢、鍋爐結(jié)垢清洗硝酸酸洗除垢、鍋爐結(jié)垢清洗氫氟酸酸洗除垢、鍋爐結(jié)垢清洗檸檬酸酸洗除垢、鍋爐結(jié)垢清洗羥基乙酸酸洗除垢、鍋爐結(jié)垢清洗氨基磺酸酸洗除垢、鍋爐結(jié)垢清洗EDTA酸洗除垢。

以上7種鍋爐常用化學(xué)酸洗除垢工藝，針對(duì)不同成分類型的的水垢和鍋爐工況，有各自不同的優(yōu)劣勢(shì)。但是，這7種鍋爐常用化學(xué)酸洗除垢工藝存在共同的缺陷：化學(xué)酸洗工藝復(fù)雜，對(duì)清洗人有資質(zhì)和技術(shù)要求；需要鍋爐停爐停機(jī)，耽擱生產(chǎn)；酸洗腐蝕對(duì)設(shè)備有安全隱患；被動(dòng)除垢治標(biāo)不治本，能耗隨著化學(xué)清洗后時(shí)間延長(zhǎng)而增加；大量酸洗廢液排放，材料設(shè)備損耗，不環(huán)保。

  ▲鍋爐結(jié)垢?jìng)鹘y(tǒng)化學(xué)清洗與不停爐在線清洗除垢技術(shù)優(yōu)劣對(duì)比

2、鍋爐不停工不停爐在線除垢技術(shù)——多效能BF防腐除垢劑

多效能BF防腐除垢劑清洗法屬于在線無酸不停工停爐鍋爐結(jié)垢清洗技術(shù)，除垢阻垢分散鐵垢、防腐緩蝕、調(diào)節(jié)PH值多效能BF防腐除垢劑是北京化工大學(xué)研制專屬權(quán)利產(chǎn)品，也是零排污蒸汽發(fā)生技術(shù)核心技術(shù)產(chǎn)品，獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)，通過了中國(guó)鍋爐水處理協(xié)會(huì)認(rèn)證。近年來很多工業(yè)鍋爐用戶用多效能BF防腐除垢劑替代酸洗，成功實(shí)現(xiàn)了結(jié)垢鍋爐在線無酸不停車停爐清洗，清洗效果、防腐效果用戶滿意度評(píng)價(jià)甚高。

多效能BF防腐除垢劑清洗結(jié)垢鍋爐的機(jī)理：多效能BF防腐除垢劑含有螯合劑和分散劑，能把難溶性氧化鐵垢、硅酸垢等鍋爐陳舊水垢緩慢地螯合下來并分散在爐水中，水垢隨鍋爐正常排污排出；多效能BF防腐除垢劑具有強(qiáng)悍防腐性能，滲入透過能力強(qiáng)，能滲入垢下在金屬面附上保護(hù)膜。

3、使用多效能BF防腐除垢劑在線不停爐清洗除垢有5種優(yōu)勢(shì)：

①多效能BF防腐除垢劑不改變鍋爐水的運(yùn)行狀態(tài)，也不改變生產(chǎn)工藝的正常運(yùn)行參數(shù)，可以不停車停爐在生產(chǎn)過程中進(jìn)行清洗；

②堿性藥劑對(duì)鍋爐有防腐保護(hù)作用，對(duì)金屬無腐蝕性，使用安全；

③多效能BF防腐除垢劑是緩慢螯合除垢，運(yùn)行過程中，不會(huì)有較大的垢塊直接從鍋爐內(nèi)壁脫落造成排污和水冷壁管道堵塞；

④使用簡(jiǎn)單方便，只需把藥劑加入鍋爐給水箱中，由給水?dāng)y帶進(jìn)入鍋爐即可，無需額外設(shè)備或裝備，無需額外清洗和排污的水資源；鍋爐排污水可直接排放無需額外處理。

⑤適用范圍廣：多效能BF防腐除垢劑適用工業(yè)蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、蒸汽發(fā)生器、供熱循環(huán)水系統(tǒng)。

4、BF防腐除垢劑劑多效能10項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：

①防腐、覆保護(hù)膜 緩蝕率≥99％，阻垢 阻垢率≥99％、阻垢范圍寬，替代磷酸三鈉；

②作為停爐保護(hù)劑 鍋爐及系統(tǒng)設(shè)備停用保護(hù)緩蝕率≥99％，停爐直接密封鍋爐設(shè)備即可，不需頻繁定期檢查，啟爐和停爐均不需排掉爐水，長(zhǎng)期停爐、頻繁啟爐停爐、長(zhǎng)時(shí)間間歇式鍋爐運(yùn)行防腐緩蝕保護(hù)都適用；

③作為鐵垢分散劑 除銹、分散鐵垢；尤其適用于高溫蒸汽冷凝水無除鐵處理工藝直接回用的鍋爐；

④堿性藥劑，作為PH值調(diào)節(jié)劑提高給水、爐水PH值，中和CO2弱酸性腐蝕，替代碳酸鈉、氫氧化鈉、氨水；

⑤溶垢除垢、螯合清除系統(tǒng)老垢，替代鍋爐酸洗保養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)無酸無損害在線清洗鍋爐即在線運(yùn)行不用停爐

⑥作為消泡劑 提高蒸汽干度，保證蒸汽品質(zhì)；

⑦生水+ 多效能BF防腐除垢劑，熱水鍋爐代替軟化水，除氧操作，保護(hù)環(huán)境；

⑧生水+多效能BF防腐除垢劑+BF-31T凝水保護(hù)劑，代替蒸汽鍋爐系統(tǒng)軟化裝置+除氧設(shè)備+除鐵設(shè)備；

⑨操作方法簡(jiǎn)便：向補(bǔ)水箱中加入藥劑，鍋水pH值10.5～12為合格；

⑩對(duì)水垢的螯合作用、分散作用以及晶格畸變作用都是非化學(xué)計(jì)量的，具有閾值效應(yīng)，加藥劑量少，降低鍋爐排污率。

四、鍋爐結(jié)垢使用多效能BF防腐除垢劑不停爐在線清洗除垢需要注意4個(gè)問題：

①鍋水濁度上升。不停爐在線除垢是利用多效能BF防腐除垢劑劑螯合效能，將爐內(nèi)存量垢物理螯合下來并分散在爐水中，隨鍋爐排污排出，故藥劑加入后，鍋水濁度上升，爐水顏色泛黃或發(fā)紅均為正常。

②鍋爐清洗所需時(shí)間周期較長(zhǎng)。不停爐在線物理螯合除垢不同于化學(xué)酸洗，多效能BF防腐除垢劑清除系統(tǒng)老垢較溫和，是緩慢漸進(jìn)的除垢，清洗所需時(shí)間周期長(zhǎng)，不會(huì)造成垢塊大幅脫落堵塞管道。

③防止堿性腐蝕。盡管藥劑量、藥劑濃度與螯合除垢速率成正比，但是要防止鍋爐設(shè)備堿腐蝕，維持鍋水PH值在12以內(nèi)。

④可以記錄產(chǎn)氣量、排煙溫度、汽氣比、鍋水濁度等反映藥劑除垢進(jìn)度對(duì)鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)變化，以對(duì)鍋爐除垢進(jìn)程和藥劑效能做出判斷。

各位同行，各位同學(xué)，你們單位鍋爐結(jié)垢在使用什么清洗方法，清洗效果如何？關(guān)于鍋爐腐蝕結(jié)垢爆管、鍋水發(fā)紅、蒸汽冷凝水鐵超標(biāo)、蒸汽凝結(jié)水顏色發(fā)黃、鍋爐結(jié)垢不停爐不停工在線除垢技術(shù)、凝汽器結(jié)垢不停機(jī)不停工不停車在線清洗除垢技術(shù)等問題，北京化工大學(xué) 顏輝I86OO475З86隨時(shí)歡迎各位同仁討論問題交流經(jīng)驗(yàn)心得，隨時(shí)歡迎各位同仁分享鍋爐設(shè)備管理使用經(jīng)驗(yàn)，就解決鍋爐各種實(shí)際問題相互學(xué)習(xí)。鍋爐在線清洗不停爐除垢須重視四個(gè)問題

五、鍋爐結(jié)垢不停爐停車在線清洗除垢技術(shù)案例

甘肅XX化工股份有限公司有1臺(tái)17噸余熱鍋爐，24小時(shí)運(yùn)行生產(chǎn)，平均每天產(chǎn)氣量240噸，平均排煙溫度240℃，使用反滲透除鹽水作為鍋爐補(bǔ)水，高溫蒸汽冷凝回水不回用鍋爐，使用磷酸三鈉作為阻垢劑，使用二甲基酮肟作為除氧劑，使用氨水提高鍋爐補(bǔ)水PH值；鍋爐檢修開爐看到有三分之二的爐管壁上附著平均厚度為1.-2mm左右灰白色水垢，爐內(nèi)邊角水流緩慢處垢層較厚4-11mm。目前，鍋爐出力不好平均熱效率低，平均排煙溫度數(shù)據(jù)顯示持續(xù)緩慢上升，鍋爐排污量大，加大排污量問題沒有明顯改善。

  ▲余熱鍋爐結(jié)垢不停爐在線清洗除垢技術(shù)

經(jīng)過技術(shù)交流及可行性評(píng)估后，2017年5月19日，該公司使用BF防腐除垢劑替換磷酸三鈉Na3PO4作為鍋爐防腐阻垢劑，停止使用除氧劑二甲基酮肟。2017年10月19日，通過5個(gè)月時(shí)間的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，期間鍋水濁度上升，經(jīng)過幾個(gè)周期波動(dòng)變化恢復(fù)正常；鍋水顏色外觀也一樣，鍋水顏色出現(xiàn)外觀正?！狐S—加深—泛黃—加深—泛黃的幾次反復(fù)后，鍋水顏色外觀恢復(fù)正常。期間鍋水排污也跟隨鍋水濁度變化增加或減少排污次數(shù)和延長(zhǎng)或縮短排污時(shí)間，BF防腐除垢劑沒有對(duì)鍋爐及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)造成任何損害，相反鍋爐控制面板上排煙溫度數(shù)據(jù)顯示則一路下降，平均排煙溫度下降至180℃，平均每天產(chǎn)氣量上升為290噸，排煙溫度和產(chǎn)氣量2項(xiàng)數(shù)據(jù)達(dá)到了酸洗后的水平。停車開爐查看鍋爐結(jié)垢情況，發(fā)現(xiàn)灰白色水垢不見了，鍋爐管壁光滑可鑒覆膜完整。

鑒于多效能BF防腐除垢劑不停爐停車在線清洗除垢達(dá)到目標(biāo)效果，進(jìn)入日常阻垢維護(hù)鍋爐出力和熱效率階段，于是繼續(xù)使用BF防腐除垢劑替換磷酸三鈉作為鍋爐防腐阻垢劑，停止使用除氧劑二甲基酮肟，逐步降低BF防腐除垢劑使用量并恢復(fù)到正常加藥量。與此同時(shí)，使用防護(hù)效能更好的BF凝水除鐵保護(hù)劑替代氨水提高鍋爐補(bǔ)水PH值。

2018年4月，筆者在一次用戶滿意度走訪該企業(yè)時(shí)，帶回來一瓶該企業(yè)鍋爐的蒸汽冷凝回水水樣，經(jīng)我檢測(cè)中心檢測(cè)，該藥企蒸汽冷凝水硬度為0.005mmol/L，全鐵離子為0.11mg/L符合鍋爐給水要求，以前該企業(yè)自測(cè)凝水全鐵離子為0.6mg/L，超出國(guó)標(biāo)GB/T1576-2008鍋爐給水指標(biāo)要求，故將90℃高溫蒸汽冷凝水排放它用。經(jīng)分析，可能是使用防護(hù)效能更好的BF凝水除鐵保護(hù)劑替代氨水提高鍋爐補(bǔ)水PH值，BF凝水除鐵保護(hù)劑對(duì)鍋爐蒸汽系統(tǒng)及凝水系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)覆膜保護(hù)后，減少鍋爐蒸汽系統(tǒng)及凝水系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)腐蝕，以至于高溫純凈蒸汽冷凝水全鐵指標(biāo)達(dá)標(biāo)，故建議該企業(yè)將外排的90℃的高溫蒸汽冷凝水直接回用到鍋爐，經(jīng)過技術(shù)交流和風(fēng)險(xiǎn)及可行性評(píng)估后，2018年5月，該公司正式將高溫蒸汽冷凝水作為補(bǔ)水直接回用到鍋爐。

90℃的高溫純凈的蒸汽冷凝水直接回用到鍋爐后，極大改善了鍋爐工況，余熱鍋爐出力和熱效率大幅提升，產(chǎn)氣量、排煙溫度指標(biāo)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，節(jié)省了大量的反滲透除鹽水。

至今在7年多時(shí)間里，該企業(yè)使用BF防腐除垢劑不停爐停車在線無酸清洗除垢不僅達(dá)到目標(biāo)效果，而且避免了酸洗對(duì)鍋爐設(shè)備腐蝕造成的安全隱患，減少了余熱鍋爐運(yùn)行成本，不僅成功實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益，而且實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的社會(huì)效益。

鍋爐在線清洗不停爐除垢須重視四個(gè)問題（顏輝）