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鍋爐清洗結(jié)垢的解決方案

 ?。ㄒ唬╁仩t結(jié)垢的原因
 
  含有硬度的水若不經(jīng)過處理就進(jìn)入鍋爐,運(yùn)行一段時間后,鍋爐水側(cè)受熱面上就會牢固地附著一些固體沉積物,這種現(xiàn)象稱為結(jié)垢。受熱面上黏附著的固體沉積物就稱為水垢。在一定條件下,固體沉淀物也會在鍋水中析出,呈松散的懸浮狀,稱為水渣。水渣可隨排污除去,但如果排污不及時,部分水渣也會在受熱面上或水流流動滯緩的部位沉積下來而轉(zhuǎn)化成水垢(通常稱之為“二次水垢”)。
 
  鍋爐結(jié)垢的原因,首先是給水中含有鈣鎂硬度或鐵離子,硅含量過高;同時又由于鍋爐的高溫高壓特殊條件。水垢形成的主要過程為:
 
  1受熱分解
 
  在高溫高壓下,原來溶于水的某些鈣、鎂鹽類(如碳酸氫鹽)受熱分解,變成難溶物質(zhì)而析出沉淀。
 
  2溶解度降低
 
  在高溫高壓下,有些鹽類(如硫酸鈣、硅酸鹽等)物質(zhì)的溶解度隨溫度升高而大大降低,達(dá)到一定程度后,便會析出沉淀。
 
  3鍋水蒸發(fā)、濃縮
 
  在高溫高壓下,鍋水中鹽類物質(zhì)的濃度將隨蒸發(fā)濃縮而不斷增大,當(dāng)達(dá)到過飽和時,就會在受熱面上析出沉淀。
 
  4相互反應(yīng)及轉(zhuǎn)化
 
  給水中原來溶解度較大的鹽類,在運(yùn)行中與其他鹽類相互反應(yīng),生成了難溶的沉淀物質(zhì)。如果反應(yīng)在受熱面上發(fā)生,就直接形成了水垢;如果反應(yīng)在鍋水中發(fā)生,則形成水渣。而水渣中有些是具有黏性的,當(dāng)未被及時排污除去時,就會轉(zhuǎn)化成水垢。另外,有些腐蝕產(chǎn)物附著在受熱面上,也往往易轉(zhuǎn)化成金屬氧化物水垢。
 
  上述這些析出的沉淀物質(zhì)黏結(jié)在鍋爐受熱面上就形成了水垢,溫度越高的部位,越易形成堅硬的水垢。
 
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  水垢的導(dǎo)熱性很差,其導(dǎo)熱系數(shù)要比鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)小幾十倍至數(shù)百倍,所以鍋爐結(jié)垢后就會嚴(yán)重阻礙傳熱并引起下列危害:
 
  1浪費(fèi)燃料,降低出力
 
  鍋爐結(jié)垢后將嚴(yán)重影響受熱面?zhèn)鳠?,降低熱效率,降低蒸汽出力,增加燃料消耗?/div>
 
  2易引起事故,影響安全運(yùn)行
 
  受熱面結(jié)生水垢后,金屬的熱量由于受水垢的阻礙而難于傳熱給鍋水,致使金屬壁溫急劇升高,當(dāng)溫度超過了金屬所能承受的允許溫度時,金屬強(qiáng)度顯著降低,從而導(dǎo)致金屬過熱變形,嚴(yán)重時將造成鼓包、裂縫,甚至爆管等事故。
 
  3堵塞管道,破壞水循環(huán)
 
  如果水管內(nèi)結(jié)垢,就會減小流通截面積,增大水的流動阻力,破壞正常的水循環(huán),嚴(yán)重時還會完全堵塞管道,或造成爆管事故。
 
  4引起垢下腐蝕,縮短鍋爐壽命
 
  鍋爐結(jié)垢后還會引起垢下腐蝕等危害。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)重時只好采用挖補(bǔ)、割換管子等修理措施,不但費(fèi)用大,而且還會使受熱面受到嚴(yán)重?fù)p傷。所有上述這些危害都將大大縮短鍋爐的使用壽命。
 
  另外,鍋爐結(jié)垢后,將增加清洗和維修的時間、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。
 
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  鍋爐應(yīng)以積極的防垢、防腐為本。但當(dāng)鍋爐結(jié)垢或腐蝕沉積物達(dá)到一定程度時,也應(yīng)及時清洗除去,以免對鍋爐安全運(yùn)行帶來隱患。
 
  清洗除垢的方法主要分為機(jī)械除垢和化學(xué)清洗兩大類,其中化學(xué)清洗又可分為堿煮除垢和酸洗除垢。現(xiàn)將鍋爐除垢的方法和要求簡要介紹如下:
 
  1機(jī)械除垢
 
  主要采用電動洗管器、扁鏟、鋼絲刷及手錘等工具進(jìn)行機(jī)械除垢。此法比較簡單,成本低,但勞動強(qiáng)度大,除垢效果差,易損壞金屬表面,只適用于結(jié)垢面積小,且構(gòu)造簡單,便于機(jī)械工具接觸到水垢的小型鍋爐。近年來,由于清洗專用的高壓水槍的應(yīng)用,使水力沖洗的機(jī)械除垢發(fā)展較快,這種高壓水力除垢的效果較使用原始的機(jī)械工具有很大的提高,且較為安全、方便。但目前高壓水力除垢仍僅限于結(jié)構(gòu)較簡單的工業(yè)鍋爐。
 
  2堿洗(煮)除垢
 
  鍋爐堿煮的作用主要是使水垢轉(zhuǎn)型,同時促使其松動脫落。單純的堿煮除垢效果較差,常常需與機(jī)械除垢配合進(jìn)行。堿煮除垢對于以硫酸鹽、硅酸鹽為主的水垢有一定的效果,但對于碳酸鹽水垢,則遠(yuǎn)不如酸洗除垢效果好。堿洗煮爐也常用于新安裝鍋爐的除銹和除油污,有時也用于酸洗前的除油清洗或垢型轉(zhuǎn)化。
 
  堿洗藥劑用量應(yīng)根據(jù)鍋爐結(jié)垢及臟污的程度來確定。一般用于除垢時的用量(每噸水的用量)為:工業(yè)磷酸三鈉5~10kg,碳酸鈉3~6kg,或氫氧化鈉2~4kg。這些堿洗藥劑應(yīng)先在溶液箱中配制成一定濃度,然后再用泵送人鍋內(nèi),并循環(huán)至均勻。
 
  堿煮除垢的方法與新鍋爐煮爐基本相同,只是煮爐結(jié)束后,應(yīng)打開鍋爐的各檢查孔,及時加以機(jī)械(或高壓水力)輔助清垢,以免松軟的水垢重新變硬。
 
  3酸洗除垢
 
  目前在各種除垢方法中,以酸洗除垢效果較好,但酸洗工藝若不合適或控制不當(dāng)也會影響除垢效果或腐蝕金屬,有時甚至?xí)?yán)重影響鍋爐的安全運(yùn)行。為了確保鍋爐酸洗的安全和質(zhì)量,國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局專門制定頒發(fā)了《鍋爐化學(xué)清洗規(guī)則》,并規(guī)定:從事鍋爐化學(xué)清洗的單位必須取得省級及省級以上鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的資格認(rèn)可,才能承擔(dān)相應(yīng)級別的鍋爐化學(xué)清洗。無相應(yīng)資格的任何單位和個人(包括用爐單位),都不得擅自酸洗鍋爐。
 
  鍋爐在酸洗前應(yīng)預(yù)先取有代表性的垢樣進(jìn)行化驗(yàn),制定清洗方案;進(jìn)酸開始時須在鍋爐內(nèi)和酸箱內(nèi)掛入腐蝕指標(biāo)片(直到退酸時取出);酸洗工藝流程及酸洗液的溫度、濃度、流速、酸洗時間等應(yīng)按清洗方案實(shí)施和控制;清洗過程中應(yīng)不斷取樣化驗(yàn)并如實(shí)作好記錄。清洗結(jié)束后,用爐單位、清洗單位和鍋爐安全監(jiān)察部門應(yīng)對清洗質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。工業(yè)鍋爐的酸洗質(zhì)量要求如下:
 
  (1)除垢率
 
  1)清洗以碳酸鹽垢為主的水垢,除垢面積應(yīng)達(dá)到原水垢覆蓋面積的80%以上。
 
  2)清洗硅酸鹽或硫酸鹽水垢,除垢面積應(yīng)達(dá)到原水垢覆蓋面積的60%以上。
 
  如除垢率低于上述規(guī)定,或雖達(dá)到規(guī)定要求但鍋爐主要受熱面上仍覆蓋有難以清理的水垢時,應(yīng)在維持鍋水堿度達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上限值的條件下,將鍋爐運(yùn)行一個月左右再停爐,用人工或高壓水槍清理脫落的垢渣和殘垢。由于經(jīng)酸洗后殘留的硬垢往往已有所松動,當(dāng)鍋爐投入運(yùn)行后會逐漸地脫落,若不作再次清理極易發(fā)生事故,所以當(dāng)殘留垢較多時必須加以處理。
 
  (2)鈍化膜   鍋爐清洗表面應(yīng)形成良好的鈍化保護(hù)膜,金屬表面不出現(xiàn)二次浮銹,無點(diǎn)蝕。
 
  (3)腐蝕速度   用腐蝕指示片測量的金屬腐蝕速度的平均值應(yīng)小于6g/(m2·h),且腐蝕總量不大于72g/m2。
 
  (4)爐管暢通   清洗后鍋內(nèi)所有的水冷壁管和對流管等爐管都應(yīng)暢流無阻。如清洗前已堵塞的管子,清洗后仍無法疏通暢流的,應(yīng)由有修理資格的單位修理更換。
 
 ?。ㄋ模╁仩t的腐蝕及其防止
 
  鍋爐水質(zhì)不良或停爐保養(yǎng)不當(dāng)常會引起金屬的腐蝕。鍋爐發(fā)生腐蝕后,不僅使金屬的有效厚度減薄,而且會使金屬內(nèi)部的金相組織遭到破壞,機(jī)械性能變差,造成鍋爐的承壓能力降低,使用壽命縮短,以至提前報廢。有的腐蝕會在人們毫無察覺的情況下對設(shè)備造成損壞,嚴(yán)重時還會發(fā)生爆管事故,有的甚至?xí)l(fā)鍋爐爆炸等災(zāi)難性事故。因此,防止腐蝕也是保證鍋爐安全運(yùn)行的重要措施。
 
 ?。ㄎ澹┓乐垢g的措施
 
  工業(yè)鍋爐常見的腐蝕主要有氧腐蝕和垢下腐蝕,其防止的措施主要有:
 
  1搞好給水處理
 
  給水中的溶解氧、鐵離子和過低的pH值都會促進(jìn)鍋爐金屬發(fā)生腐蝕。因此給水應(yīng)盡量除氧;給水pH值應(yīng)大于7;對于回收蒸汽冷凝水作給水的,應(yīng)注意控制鐵離子含量,有時用汽系統(tǒng)剛啟動一段時間,凝結(jié)水中往往就含有黃色鐵銹水,這時應(yīng)適當(dāng)排放至含鐵量合格后才能作為鍋爐給水。
 
  2保持鍋水水質(zhì)達(dá)到合格
 
  一般來說,鍋水中含鹽量和氯根含量過高,pH值和堿度過低或過高都會增加腐蝕。因此,在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)做到合理排污,維持鍋水一定的pH值、堿度及PO43-含量,使鍋水水質(zhì)保持合格,不但可防止結(jié)垢,也有利于防腐。
 
  3防止垢下腐蝕
 
  鍋爐受熱面結(jié)垢后,滲入垢下的鍋水會在高溫下極度濃縮,并發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而產(chǎn)生各種垢下腐蝕,但由于水垢的覆蓋往往難以察覺。
 
  因此,鍋爐結(jié)垢后應(yīng)及時清洗除去。
 
  4使金屬表面形成保護(hù)膜
 
  對于新安裝的鍋爐,良好的煮爐效果應(yīng)能使金屬表面形成完整的鈍化保護(hù)膜。而在運(yùn)行條件下,當(dāng)鍋水保持合適的pH值(一般為10~12)和一定量的磷酸根及碳酸根時,也有助于金屬表面形成致密的保護(hù)膜,減緩腐蝕。但是如果鍋爐水質(zhì)控制不好,尤其是pH值過低或過高,常會破壞保護(hù)膜。
 
  5做好停爐保養(yǎng)
 
  不少鍋爐的腐蝕常常是因?yàn)橥t保養(yǎng)不當(dāng)所造成的,而停爐時產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物又常會在鍋爐運(yùn)行時進(jìn)一步加速腐蝕。因此,停爐時必須按規(guī)定要求做好保養(yǎng)工作。
 
  
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