鍋爐在線清洗除垢需注意4個問題

摘要：鍋爐7種常用化學酸洗除垢工藝存在共同的缺陷：化學酸洗工藝復雜，對清洗人有資質和技術要求；需要鍋爐停爐停機，耽擱生產；酸洗腐蝕對設備有安全隱患；被動除垢治標不治本，能耗隨著化學清洗后時間延長而增加；大量酸洗廢液排放，材料設備損耗，不環保。鍋爐結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。

關鍵詞：鍋爐結垢；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、鍋爐結垢的原因

鍋爐結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垢成分物質，結垢成分物質在爐水中不斷被加熱濃縮、溶解度飽和析出、受熱分解、相互反應及轉化，隨著時間延長，結垢成分物質在鍋爐受熱面及爐管上形成固體沉積物，就稱之為水垢。

▲鍋爐結垢停爐化學清洗水垢

二、鍋爐結垢的5種危害

因鍋爐給水水質不同和實際使用工況不同，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。所有類型水垢的導熱性都很差（見下圖），其導熱系數要比鍋爐本體鋼材的導熱系數小幾十倍至數百倍，所以鍋爐結垢后就會嚴重阻礙傳熱并引起5種危害：

▲不同類型的鍋爐水垢導熱系數

鍋爐水垢危害1：鍋爐出力不好、效率下降、浪費燃料

鍋爐結垢后將嚴重影響受熱面傳熱，降低熱效率，鍋爐出力不好，增加燃料消耗，（見下圖）。又有實驗估算，鍋爐受熱面結1毫米水垢，鍋爐熱效率下降5%，鍋爐浪費燃料8%。各位同行、各位同學，您是怎樣理解這2個鍋爐1mm水垢對燃料能源浪費的數據差異的？或者您認為哪個數據更靠譜些。

▲碳酸鈣水垢厚度與傳熱損失的關系

鍋爐水垢危害2：引發運行事故，造成設備損壞，影響安全生產

　　鍋爐受熱面結垢后，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，當溫度超過了金屬所能允許承受的溫度時，金屬強度顯著降低，從而導致金屬過熱變形，嚴重時將造成鼓包、裂縫，引發鍋爐爆管等事故。

▲從顏色外觀來看，這些導致鍋爐結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

爐管內結垢或靠近爐管兩端出口處結垢，就會減小爐管流通截面積，增大了水的流動阻力，破壞了正常的水循環，嚴重時還會完全堵塞管道，造成爐管過熱蠕脹，甚至爆管等安全事故。

▲鍋爐結垢爆管，緊急停爐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，即介質濃縮腐蝕

鍋爐結垢后還會引起垢下腐蝕，嚴重的會發生點蝕、穿孔、泄漏等危害。垢下腐蝕以氧化鐵垢最為典型，有些結構緊湊或結構復雜的鍋爐，一旦受熱面結垢，就極難清除，嚴重時只好停爐，采用挖補、割管換管等修理措施，不但費用大，還耽誤生產，而且還會使鍋爐受熱面受到嚴重損傷。這些危害都將大大縮短鍋爐設備的使用壽命。

▲鍋爐氧腐蝕，爐管氧化鐵垢下腐蝕坑穿孔泄漏，看到那個穿孔嗎

鍋爐水垢危害5：清洗水垢增加鍋爐運行成本，耽擱生產

鍋爐結垢后，將增加清洗和維修的時間、費用及工作量等，影響生產，減小鍋爐的有效利用率，降低經濟性。

三、鍋爐結垢傳統化學清洗與不停爐在線清洗除垢技術優劣對比

1、鍋爐結垢傳統化學清洗除垢。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。

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

以上7種鍋爐常用化學酸洗除垢工藝，針對不同成分類型的的水垢和鍋爐工況，有各自不同的優劣勢。但是，這7種鍋爐常用化學酸洗除垢工藝存在共同的缺陷：化學酸洗工藝復雜，對清洗人有資質和技術要求；需要鍋爐停爐停機，耽擱生產；酸洗腐蝕對設備有安全隱患；被動除垢治標不治本，能耗隨著化學清洗后時間延長而增加；大量酸洗廢液排放，材料設備損耗，不環保。

▲鍋爐結垢傳統化學清洗與不停爐在線清洗除垢技術優劣對比

2、鍋爐不停工不停爐在線除垢技術——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垢清洗技術，除垢阻垢分散鐵垢、防腐緩蝕、調節PH值多效能BF防腐除垢劑是北京化工大學研制專屬權利產品，也是零排污蒸汽發生技術核心技術產品，獲國家發明二等獎，通過了中國鍋爐水處理協會認證。近年來很多工業鍋爐用戶用多效能BF防腐除垢劑替代酸洗，成功實現了結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。

多效能BF防腐除垢劑清洗結垢鍋爐的機理：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。

3、使用多效能BF防腐除垢劑在線不停爐清洗除垢有5種優勢：

①多效能BF防腐除垢劑不改變鍋爐水的運行狀態，也不改變生產工藝的正常運行參數，可以不停車停爐在生產過程中進行清洗；

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；

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

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。

⑤適用范圍廣：多效能BF防腐除垢劑適用工業蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、蒸汽發生器、供熱循環水系統。

4、BF防腐除垢劑劑多效能10項優勢：

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值調節劑提高給水、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、螯合清除系統老垢，替代鍋爐酸洗保養，實現無酸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；

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，保護環境；

⑧生水+多效能BF防腐除垢劑+BF-31T凝水保護劑，代替蒸汽鍋爐系統軟化裝置+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。

四、鍋爐結垢使用多效能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，爐水顏色泛黃或發紅均為正常。

②鍋爐清洗所需時間周期較長。不停爐在線物理螯合除垢不同于化學酸洗，多效能BF防腐除垢劑清除系統老垢較溫和，是緩慢漸進的除垢，清洗所需時間周期長，不會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，但是要防止鍋爐設備堿腐蝕，維持鍋水PH值在12以內。

④可以記錄產氣量、排煙溫度、汽氣比、鍋水濁度等反映藥劑除垢進度對鍋爐各項指標變化，以對鍋爐除垢進程和藥劑效能做出判斷。

各位同行，各位同學，你們單位鍋爐結垢在使用什么清洗方法，清洗效果如何？關于鍋爐腐蝕結垢爆管、鍋水發紅、蒸汽冷凝水鐵超標、蒸汽凝結水顏色發黃、鍋爐結垢不停爐不停工在線除垢技術、凝汽器結垢不停機不停工不停車在線清洗除垢技術等問題，北京化工大學顏輝I86OO475З86隨時歡迎各位同仁討論問題交流經驗心得，隨時歡迎各位同仁分享鍋爐設備管理使用經驗，就解決鍋爐各種實際問題相互學習。鍋爐結垢不停爐在線清洗除垢需要注意4個問題

五、鍋爐結垢不停爐停車在線清洗除垢技術案例

甘肅XX化工股份有限公司有1臺17噸余熱鍋爐，24小時運行生產，平均每天產氣量240噸，平均排煙溫度240℃，使用反滲透除鹽水作為鍋爐補水，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，平均排煙溫度數據顯示持續緩慢上升，鍋爐排污量大，加大排污量問題沒有明顯改善。

▲余熱鍋爐結垢不停爐在線清洗除垢技術

經過技術交流及可行性評估后，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個月時間的運行監測，期間鍋水濁度上升，經過幾個周期波動變化恢復正常；鍋水顏色外觀也一樣，鍋水顏色出現外觀正常—泛黃—加深—泛黃—加深—泛黃的幾次反復后，鍋水顏色外觀恢復正常。期間鍋水排污也跟隨鍋水濁度變化增加或減少排污次數和延長或縮短排污時間，BF防腐除垢劑沒有對鍋爐及關聯系統造成任何損害，相反鍋爐控制面板上排煙溫度數據顯示則一路下降，平均排煙溫度下降至180℃，平均每天產氣量上升為290噸，排煙溫度和產氣量2項數據達到了酸洗后的水平。停車開爐查看鍋爐結垢情況，發現灰白色水垢不見了，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到目標效果，進入日常阻垢維護鍋爐出力和熱效率階段，于是繼續使用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到正常加藥量。與此同時，使用防護效能更好的BF凝水除鐵保護劑替代氨水提高鍋爐補水PH值。

2018年4月，筆者在一次用戶滿意度走訪該企業時，帶回來一瓶該企業鍋爐的蒸汽冷凝回水水樣，經我檢測中心檢測，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，以前該企業自測凝水全鐵離子為0.6mg/L，超出國標GB/T1576-2008鍋爐給水指標要求，故將90℃高溫蒸汽冷凝水排放它用。經分析，可能是使用防護效能更好的BF凝水除鐵保護劑替代氨水提高鍋爐補水PH值，BF凝水除鐵保護劑對鍋爐蒸汽系統及凝水系統設備和管網覆膜保護后，減少鍋爐蒸汽系統及凝水系統設備和管網腐蝕，以至于高溫純凈蒸汽冷凝水全鐵指標達標，故建議該企業將外排的90℃的高溫蒸汽冷凝水直接回用到鍋爐，經過技術交流和風險及可行性評估后，2018年5月，該公司正式將高溫蒸汽冷凝水作為補水直接回用到鍋爐。

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，產氣量、排煙溫度指標完全達到了設計要求，節省了大量的反滲透除鹽水。

至今在7年多時間里，該企業使用BF防腐除垢劑不停爐停車在線無酸清洗除垢不僅達到目標效果，而且避免了酸洗對鍋爐設備腐蝕造成的安全隱患，減少了余熱鍋爐運行成本，不僅成功實現了經濟效益，而且實現了節能減排的社會效益。

鍋爐結垢不停爐在線清洗除垢需要注意4個問題（顏輝）