鍋爐結(jié)垢八種清洗除垢法比較

鍋爐結(jié)垢八種清洗除垢法比較

目前，在我國，大部分用戶對待鍋爐結(jié)垢清洗問題還是采用的傳統(tǒng)的方法，就是鍋爐能用就不用清洗水垢，能2年清洗一次水垢就不用每年清洗一次，經(jīng)常是鍋爐水垢結(jié)到一定程度以后發(fā)生爆管事故，影響鍋爐運行和安全生產(chǎn)才被迫進行鍋爐除垢清洗和維護工作。殊不知在結(jié)垢鍋爐長時間生產(chǎn)運行過程中，有大量的燃料能源被浪費，增加了鍋爐運行成本，鍋爐設備也受到不同程度的損壞，縮短了鍋爐設備使用壽命，所以及時對結(jié)垢鍋爐進行除垢清洗維護工作很重要。

一、鍋爐結(jié)垢原因

當前，在我國大部分鍋爐給水處理工藝分為鈉離子交換樹脂罐生產(chǎn)的軟化水或除鹽水兩種，鈉離子交換樹脂罐生產(chǎn)的軟化水除去了鈣鎂硬度成分，除鹽水不僅除去了鈣鎂硬度成分，還除去了陰陽離子，除鹽水比軟化水更純凈，更接近純水。既然軟化水和除鹽水沒有硬度成分，鍋爐應該就不會結(jié)垢，然而，由于鍋爐給水生產(chǎn)原水水質(zhì)變化或者給水生產(chǎn)設備故障運行及鍋爐設備使用管理水平有波動，導致鍋爐給水水質(zhì)不達標，鍋爐長期使用不達標水質(zhì)出現(xiàn)結(jié)垢情況是在所難免。

二、鍋爐結(jié)垢的五項危害

⒈鍋爐結(jié)垢的五項危害之一——鍋爐結(jié)垢導致浪費能源燃料，鍋爐排煙溫度升高，熱效率下降。

當鍋爐受熱面結(jié)垢時，由于垢層導熱系數(shù)非常小，傳熱壁面加厚，使得熱傳導阻力大大增加，傳熱量明顯降低。即使垢層僅有1mm厚即會明顯地降低產(chǎn)汽量，增高排煙溫度，造成能源燃料浪費。

在有沉積水垢的情況下，為了保持原有的蒸發(fā)量和蒸汽或熱水參數(shù)，就得付出多燒燃料以提高火焰和煙氣溫度的代價，這部分多投入的燃料就是因結(jié)垢而造成的燃料損失。據(jù)實驗粗略估算，受熱面結(jié)1mm水垢，鍋爐熱效率下降5%，鍋爐浪費燃料8%。

▲上圖為各種質(zhì)地的水垢與鋼的平均導熱系數(shù)對比

⒉鍋爐結(jié)垢的五項危害之二——鍋爐結(jié)垢使受熱面金屬壁過熱，嚴重時會引起承壓部件出現(xiàn)蠕伸、鼓包、變形、超溫爆管。

由于水垢層導熱系數(shù)小，有顯著的隔熱作用，結(jié)垢后大幅度提高鍋爐受熱面金屬壁的溫度。據(jù)實踐觀察，蒸發(fā)受熱面、沉積水垢的爐膽常會出現(xiàn)過熱塌陷；沉積水垢的受熱鍋殼或鍋筒常會出現(xiàn)過熱鼓包；沉積水垢的受熱面的爐管或管子則常會出現(xiàn)過熱爆管。

⒊鍋爐結(jié)垢的五項危害之三——鍋爐結(jié)垢影響介質(zhì)流動

鍋爐爐管結(jié)垢使爐管有效流通截面積減小，爐水或蒸汽工質(zhì)流動阻力增大，有礙汽或水循環(huán)的正常進行，加上某些脫落的水垢沉積下來，還會造成局部堵塞或流通不暢。當結(jié)垢堵塞嚴重到無法清除、或者出現(xiàn)清除成本和其他損失大于鍋爐本體設備價值的情況下，屆時只好將鍋爐設備報廢。

▲上圖為鍋爐換熱器結(jié)垢阻塞了殼程

⒋鍋爐結(jié)垢的五項危害之四——鍋爐結(jié)垢影響系統(tǒng)散熱

在許多的生產(chǎn)供熱系統(tǒng)和生活供暖系統(tǒng)、給水溫度、回水溫度及散熱面積均符合國家規(guī)定標準，諸多的原因是系統(tǒng)管路結(jié)垢影響了流量，或者是散熱器結(jié)垢、換熱器結(jié)垢等阻礙了散熱。

⒌鍋爐結(jié)垢的五項危害之五——鍋爐結(jié)垢增加運行成本和經(jīng)濟損失

鍋爐沉積水垢即使有法清除，但需要大量的人力、物力、財力，有時還會停爐停車處理影響生產(chǎn)，鍋爐結(jié)垢不僅會增加運行成本和經(jīng)濟浪費損失，還會影響鍋爐使用壽命，甚至引發(fā)鍋爐爆管、鍋爐爆炸等影響安全生產(chǎn)事件。

三、鍋爐結(jié)垢八種清洗除垢法比較

鍋爐結(jié)垢后應該化學清洗，常見的堿煮法和酸洗法以及不停車停爐在線無酸清洗鍋爐水垢的方法都屬化學清洗方法，從使用清洗鍋爐結(jié)垢的藥劑分類，鍋爐用戶常用8種方法清洗結(jié)垢鍋爐。

⒈鍋爐結(jié)垢清洗方法之一——鹽酸酸洗法的優(yōu)劣勢

鹽酸是清洗鍋爐常用的酸，鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐有6個的優(yōu)點：

①鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐溶垢能力強、工效高；

②鹽酸能快速溶解鐵銹、氧化鐵垢；

③鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐酸洗后表面狀態(tài)良好，滲氫量少，金屬的氫脆敏感性小；1公斤5%鹽酸能溶解氧化鐵垢Fe3O4達到39.6g，是１公斤３%檸檬酸的5倍，是每1公斤3%磷酸的40倍；1升5%鹽酸能溶解碳酸鈣水垢70g，也是其他無機酸達不到的。

④鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐反應生成的鹽都易溶于水，不存在生成難溶性鹽而影響清洗效果的問題；

⑤鹽酸作為工業(yè)原料來源廣泛、價格便宜，具有經(jīng)濟實用的特點；

⑥使用鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐工藝簡單，鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐產(chǎn)生的廢液只需中和酸度，便于處理不會造成環(huán)境污染。所以鹽酸常作為鍋爐酸洗的首選藥劑。

用鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐有2個缺點：

①鹽酸會使不銹鋼材料的設備發(fā)生小孔腐蝕，因此不適合用于清洗不銹鋼基質(zhì)的鍋爐；

②鹽酸對金屬的腐蝕性強，易揮發(fā)產(chǎn)生酸霧，鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐時需要加入含烏洛托品、硫脲、銅鹽成分的專業(yè)鹽酸緩蝕劑來限制鹽酸對鋼材等金屬的腐蝕速度，以保證化學清洗過程安全進行。

⒉鍋爐結(jié)垢清洗方法之二—— 硝酸酸洗法的優(yōu)劣勢

硝酸是一種非常好的酸洗劑，清洗溶垢能力強，氧化性強，硝酸鹽均易溶于水而且硝酸對于鋼鐵有鈍化作用，尤其難得的是硝酸對不銹鋼無腐蝕致脆作用，所以在不宜使用鹽酸的場合或不銹鋼材質(zhì)的蒸汽發(fā)生器等結(jié)垢鍋爐設備時常用它做酸溶除垢劑。硝酸酸洗結(jié)垢鍋爐的劣勢或缺點是需要防止產(chǎn)生氮氧化物。

⒊鍋爐結(jié)垢清洗方法之三—— 氫氟酸酸洗法的優(yōu)劣勢

當前，很多用戶使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐，取得了非常好的效果，氫氟酸有很強的溶解氧化鐵的能力，靠氟離子的特殊作用，如氫氟酸與四氧化三鐵接觸時會發(fā)生氟2氧交換，接著F- 離子與Fe3 +離子發(fā)生絡合反應，使氧化鐵或氧化皮溶解。氫氟酸清洗鍋爐氧化鐵垢、鐵銹和溶解氧化皮，有清洗時間短、效率高的特點。此外，氫氟酸還有很強的除硅化物的能力。

使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐有5項優(yōu)勢：

①氫氟酸對硅酸鹽和氧化鐵垢有特效；

②氫氟酸優(yōu)于鹽酸的地方是可用來清洗奧氏體鋼及不銹鋼等多種鋼材制作的部件；

③氫氟酸使用濃度較低，通常為1% ～2%；

④氫氟酸使用溫度低，廢液處理簡單容易；

⑤氫氟酸清洗鍋爐氧化鐵垢、鐵銹和溶解氧化皮、硅化物以及氧化硅垢所需清洗時間短、效率高。

使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐有4項劣勢：

①是對含鉻為13%～15%的高合金鋼的腐蝕速度較高，比非合金鋼的腐蝕速度高10倍左右；

②使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐較鹽酸成本高；

③工業(yè)上氫氟酸通常不單獨使用，而是與氟氫化銨、鹽酸、硝酸等其他物質(zhì)配合使用。氫氟酸、2氫氟化銨清洗劑主要用于清洗硅垢，也可以加入鹽酸或硝酸用于清洗鐵銹和氧化鐵垢；鹽酸、氫氟酸清洗液主要用于碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢和氧化鐵皮的混合物，其中鹽酸溶解碳酸鹽水垢速度很快,氫氟酸可溶解硅垢和氧化鐵；

④為減少對金屬基體腐蝕，使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐也需要加入緩蝕劑。

⒋鍋爐結(jié)垢清洗方法之四——檸檬酸酸洗法的優(yōu)劣勢

檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐的化學機理：用檸檬酸進行清洗結(jié)垢鍋爐，主要不是用它的酸性來溶解鐵的氧化物，而是利用它和鐵離子生成絡離子的能力。

檸檬酸多用于新超高壓直流鍋爐的結(jié)水系統(tǒng)(爐前系統(tǒng))及過熱器、再熱器等的氧化鐵皮和腐蝕產(chǎn)物的清洗。由于清洗是以絡合溶解的方式進行，可以避免氧化鐵鱗片脫落而堵塞管道等的情況發(fā)生，一般的檸檬酸清洗工序為：水洗——堿洗——酸洗——鈍化。

檸檬酸作為清洗劑的優(yōu)勢是腐蝕性小、無毒性、容易保存和運輸、安全性好、清洗液不易形成沉渣或懸浮物,避免了管道的堵塞；使用檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐，清洗系統(tǒng)簡單，不需對閥門采取防護措施，安全性好。

檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐的4項劣勢：

①檸檬酸本身與鐵垢的反應速率較慢，且生成物檸檬酸鐵的溶解度較小，易生產(chǎn)檸檬酸鐵沉淀；

②在用檸檬酸作清洗劑時，為了生成易溶的絡合物，常要在清洗液中加氨水，將溶液pH值調(diào)至3.5～4.0，檸檬酸在不同的pH值條件下,其離解程度也不同；

③檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐，其清除附著物的能力比鹽酸小，只能清除鐵垢和鐵銹，對銅垢、鈣鎂和硅化物水垢的溶解能力差；

④檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐清洗時要求溫度較高和一定的流速；

⑤檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐價格較貴；

⑥檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐必須選擇耐高溫的緩蝕劑。

▲14種鍋爐結(jié)垢常用化學清洗劑優(yōu)缺點及除垢工藝注意事項圖1

⒌鍋爐結(jié)垢清洗方法之五——羥基乙酸酸洗法的優(yōu)劣勢

羥基乙酸又稱羥基醋酸、乙醇酸，羥基乙酸是良好的有機弱酸溶垢劑，組成中含有羥基使它的酸性及清洗力比醋酸強，且無產(chǎn)生脆性腐蝕的傾向。

晶間腐蝕是金屬局部腐蝕的一種，是沿著金屬粒間的分界面向內(nèi)部擴展的一種腐蝕。主要是由于晶粒表面與內(nèi)部間化學成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應力的存在造成的。晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合，大大降低金屬的機械強度，而且往往金屬表面仍是完好的，但已不能承受敲擊所以是一種危害很大的腐蝕。

用羥基乙酸對已有嚴重晶間腐蝕的亞臨界參數(shù)鍋爐更換有腐蝕的水冷壁管后進行清洗，可制止晶間腐蝕的發(fā)展。

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⒍鍋爐結(jié)垢清洗方法六——氨基磺酸酸洗法的優(yōu)劣勢

氨基磺酸是較穩(wěn)定的固體，所以有貯存運輸使用方便的優(yōu)點。氨基磺酸易溶于水，組成中含有氨基對鋼鐵有一定緩蝕作用，因此對金屬的腐蝕性比鹽酸小，耐蝕能力弱的材料可用氨基磺酸代替鹽酸清洗。

使用氨基磺酸清洗結(jié)垢鍋爐的劣勢是：氨基磺酸對鈣、鎂垢溶解速度快，對鐵銹、氧化鐵垢溶解慢，清洗時需要加助劑溶解鐵垢。

⒎鍋爐結(jié)垢清洗方法之七—— BF-30A法的優(yōu)劣勢

BF-30A清洗法屬于在線無酸不停車停爐鍋爐結(jié)垢清洗技術，BF-30A防腐阻垢劑是北京化工大學研制專屬權(quán)利產(chǎn)品，也是零排污蒸汽發(fā)生技術核心技術產(chǎn)品，獲國家發(fā)明二等獎，通過了中國鍋爐水處理協(xié)會認證。近年來很多工業(yè)鍋爐用戶用BF-30A防腐阻垢劑替代磷酸三鈉等阻垢劑，成功實現(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價甚高。

BF-30A清洗結(jié)垢鍋爐的化學機理：BF-30A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；BF-30A具有強悍防腐性能，滲入透過能力強，能滲入垢下在金屬面附上保護膜。

使用BF-30A清洗結(jié)垢鍋爐有4種優(yōu)勢：

①BF-30A不改變鍋爐水的運行狀態(tài)，也不改變生產(chǎn)工藝的正常運行參數(shù)，故可不停車在生產(chǎn)過程中進行清洗；

②堿性藥劑對鍋爐有防腐保護作用，對金屬無腐蝕性，使用安全；

③BF-30A是緩慢螯合除垢，運行過程中，不會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堵塞；

④使用簡單方便，只需把藥劑加入鍋爐給水箱中，由給水攜帶進入鍋爐即可，無需額外設備或裝備，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。

BF-30a鍋爐防腐阻垢劑多效能10項優(yōu)勢：

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

2、作為停爐保護劑 鍋爐及系統(tǒng)設備停用保護緩蝕率≥99％，停爐直接密封鍋爐設備即可，不需頻繁定期檢查，啟爐和停爐均不需排掉爐水，長期停爐、頻繁啟爐停爐、長時間間歇式鍋爐運行防腐緩蝕保護都適用；

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)，實現(xiàn)無損害在線清洗鍋爐即在線運行不用停爐；

6、作為消泡劑 提高蒸汽干度，保證蒸汽品質(zhì)；

7、生水+ BF-30A防腐阻垢劑，熱水鍋爐代替軟化水，除氧操作，保護環(huán)境；

8、生水+BF-30A防腐阻垢劑+BF-31T凝水保護劑，代替蒸汽鍋爐系統(tǒng)軟化裝置+除氧設備+除鐵設備；

9、操作方法簡便：向補水箱中加入藥劑，鍋水pH值10.5～12為合格；

10、對水垢的螯合作用、分散作用以及晶格畸變作用都是非化學計量的，具有閾值效應，加藥劑量少，降低鍋爐排污率。

使用BF-30A清洗結(jié)垢鍋爐的不足之處是：BF-30A螯合清除系統(tǒng)老垢較溫和，清洗所需時間周期較長。

⒏鍋爐結(jié)垢清洗方法之八——EDTA清洗法的優(yōu)劣勢

EDTA即二乙胺四醋酸鈉，EDTA清洗實質(zhì)是其絡合基元和金屬離子兩相反應，在一定條件下生成穩(wěn)定的絡合物。

EDTA在清洗過程中同時存在著電離、水解、絡合、中和等多種化學反應。在溶液中EDTA與鍋爐內(nèi)部的金屬化合物反應生成可溶性穩(wěn)定絡合物，EDTA清洗液弱酸性開始，依靠爐內(nèi)絡合體系自身的物理化學變化，金屬離子被絡合溶解，隨著爐內(nèi)積垢的清除，pH值逐漸升高至清洗結(jié)束，清洗介質(zhì)達到鈍化條件，從而實現(xiàn)洗垢、鈍化一步完成。

使用EDTA清洗結(jié)垢鍋爐有5項優(yōu)勢：

①EDTA清洗劑對氧化鐵和銅垢類沉積物以及鈣、鎂垢有較強的清洗能力；

②清洗后金屬表面能生成良好的防腐保護膜，無需另行鈍化處理；

③可從廢液中回收EDTA 再利用；

④對基體金屬腐蝕性小，無需專用耐蝕泵。

使用EDTA清洗結(jié)垢鍋爐不足之處是藥品貴，清洗成本較高。

▲14種鍋爐結(jié)垢常用化學清洗劑優(yōu)缺點及除垢工藝注意事項圖2

四、總結(jié)

一年好，二年賴，三年就燒壞——這就是大多數(shù)不重視水處理工作、不及時除垢和維護的用戶其鍋爐運行常見地狀況。為了維持鍋爐的正常運行和延長設備使用壽命，為了節(jié)約燃料能耗減少鍋爐總運行成本，及時和定期的對鍋爐進行清洗維護是十分必要的。

在選擇清洗結(jié)垢鍋爐方法時，應以鍋爐設備安全和經(jīng)濟運行為目標，根據(jù)鍋爐設備結(jié)垢成分特點，以及本單位實際應用工況條件和相適宜經(jīng)濟成本，選擇適當?shù)那逑捶椒ā?/p>

鍋爐結(jié)垢八種清洗除垢法比較（顏輝）