锅炉结垢出力不好，不用停炉在线清洗来搞定
一、锅炉结垢的原因
炉结垢的原因是锅炉给水中含有钙镁硬度、铁离子、硅含等结垢成分物质；结垢成分物质在炉水中不断被加热浓缩，随着时间延长，在锅炉炉管及受热面上就会牢固地附着一些固体沉积物，这种现象被称之为锅炉结垢。锅炉受热面上附着的固体沉积物就称之为水垢。在一定条件下，有时固体沉淀物也会在锅水中析出，形成松散的水渣。水渣可随排污除去，但如果排污不及时，部分水渣也会在受热面上或水流滞缓的部位沉积下来，重新转化成水垢，这种情况通常称之为“二次水垢”，因此锅炉排污要全面和及时。
▲锅炉结垢爆管，从割管垢样来看，你认为这各是什么类型的水垢？
二、五种形成锅炉水垢过程
一种锅炉结垢原因——受热分解
在锅炉的高温高压下，原来溶于炉水中的某些钙、镁盐类，如碳酸氢盐受热分解，变成难溶物质而析出沉淀形成水垢。
第二种锅炉结垢原因——溶解度降低
在锅炉的高温高压下，有些盐类，如硫酸钙、硅酸盐等物质的溶解度随温度升高而大大降低，达到饱和溶解度后，便会析出沉淀形成水垢。
第三种锅炉结垢原因——锅水蒸发、浓缩
在锅炉的高温高压下，锅水中盐类物质的浓度将随蒸发浓缩而不断增大，当浓缩达到过饱和时，就会在锅炉受热面上析出沉淀形成水垢。
第四种锅炉结垢原因——相互反应及转化
给水中原来溶解度较大的盐类，在运行中与其他成分盐类相互反应，生成了难溶的沉淀物质。这时，如果反应在锅炉受热面上发生，就会直接形成了水垢；如果反应在锅水中发生，则形成水渣。当水渣没有被及时排污除去时，沉积下来的水渣有可能就会转化成水垢。
第五种锅炉结垢原因——腐蚀形成金属氧化物水垢
由于除氧器效率不高，炉水中有氧存在；或锅炉给水中有碳酸氢根成分，碳酸氢根受热分解成CO2。锅炉受热面金属在氧或CO2腐蚀下，这些腐蚀产物附着在受热面上，形成金属氧化物水垢。
▲不同类型的锅炉水垢导热系数
三、锅炉水垢的五大危害
水垢的导热性很差，其导热系数要比锅炉本体钢材的导热系数小几十倍至数百倍，所以锅炉结垢后就会严重阻碍传热并引起四大危害：
锅炉水垢一大危害：锅炉出力不好、效率下降、浪费燃料
锅炉结垢后将严重影响受热面传热，降低热效率，锅炉出力不好，增加燃料消耗。
锅炉水垢第二大危害：容易引发运行事故，造成设备损坏，影响安全生产
锅炉受热面结垢后，锅炉受热面金属的热量由于受水垢的阻碍而难于传热给锅水，致使受热面金属壁温急剧升高，当温度超过了金属所能允许承受的温度时，金属强度显著降低，从而导致金属过热变形，严重时将造成鼓包、裂缝，甚至发生锅炉爆管等事故。
锅炉水垢第三大危害：堵塞管道，破坏水循环
炉管内结垢或靠近炉管两端出口处结垢，就会减小炉管流通截面积，增大了水的流动阻力，破坏了正常的水循环，严重时还会完全堵塞管道，造成炉管过热蠕涨，引发爆管事故。
锅炉水垢第四大危害：引起垢下腐蚀，即介质浓缩腐蚀。
锅炉结垢后还会引起垢下腐蚀，严重的会发生点蚀、穿孔、泄漏等危害。垢下腐蚀以氧化铁垢最为典型，有些结构紧凑或结构复杂的锅炉，一旦受热面结垢，就极难清除，严重时只好停炉，采用挖补、割管换管等修理措施，不但费用大，耽误生产，而且还会使锅炉受热面受到严重损伤。这些危害都将大大缩短锅炉设备的使用寿命。
锅炉水垢第五大危害：锅炉结垢后，将增加清洗和维修的时间、费用及工作量等，影响生产，减小锅炉的有效利用率，降低经济性。
▲碳酸钙水垢厚度与传热损失的关系
四、六类常见锅炉水垢成因及解决办法
因锅炉给水水质不同和实际使用工况不同，常见锅炉水垢类型有碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、磷酸盐水垢、氧化铁水垢、混合水垢六类。
▲锅炉结垢后爆管，你认为这是什么类型
一类常见锅炉水垢——碳酸盐水垢
锅炉结垢中碳酸盐水垢最为常见，碳酸盐水垢是以钙镁碳酸盐为主要成分，包括氢氧化钙，其中碳酸钙含量大于50%，颜色为白色。碳酸盐水垢硬度和孔隙率较大；碳酸盐水垢平均导热系数是钢的6/100，碳酸盐水垢加入盐酸溶液中，大部分可溶解并生产气泡。
第二类常见锅炉水垢——硫酸盐水垢
硫酸盐水垢是以CaSO4为主要成分的水垢，其中硫酸盐含量大于50%，颜色一般成黄白色或白色，质地坚硬密实。硫酸盐水垢平均导热系数是钢的百分之三。硫酸盐水垢在盐酸溶液中气泡少、溶解少，加入10%氯化钡溶液，生成大量白色硫酸钡沉淀
第三类常见锅炉水垢——硅酸盐水垢
硅酸盐水垢中SiO2含量大于20%水垢，呈灰白色，质地坚硬。硅酸盐水垢平均导热系数是钢的五百分之一，硅酸盐水垢在盐酸中不溶解，加热后其他成分溶解，有透明沙子状颗粒沉淀，加入1%氢氟酸或氟化钠可溶解。
▲这时一家煤化工企业使用磷酸三钠做锅炉阻垢剂，爆管后在过热管内掏出的垢块，你能看出这时什么类型的锅炉水垢吗？
第四类常见锅炉水垢——磷酸盐水垢
当汽包锅炉负荷增高时，作为锅炉阻垢剂的磷酸盐在炉水中溶解度随温度升高耳降低，锅炉水中的易溶性磷酸盐，从锅炉水中析出，沉积在炉管管壁上，形成磷酸盐水垢；磷酸盐水垢能与炉管上的其它沉积物如金属腐蚀产物和硅化合物等作用，变成难溶的水垢。
第五类常见锅炉水垢——氧化铁垢
氧化铁垢是以铁氧化物为主间杂其他盐类，呈棕褐色，质地坚硬，在稀盐酸中可溶解，溶液呈黄色。氧化铁垢主要来源于锅炉系统除氧效率不高，氧及CO2对锅炉系统设备即管线的腐蚀产物,在锅炉受热面上沉积结成氧化铁垢。氧化铁水垢的平均导热系数只有钢的三百分之一。
▲锅炉结垢爆管后被切割更换下来的炉管，有分层白色的水垢，间或夹杂褐红色水垢，你认为这时什么类型水垢
第六类常见锅炉水垢——混合水垢
混合物水垢，混合物水垢是由2种以上的垢类混合或分层混合组成，很难指出是哪种成分。
五、四种常规锅炉水垢清洗除垢方法
锅炉应以积极的防垢、防腐为本。锅炉防垢不仅加强给水水质管理，而且排污要全面和及时。尽管采取了诸多防垢措施，但是当锅炉结垢或腐蚀沉积物达到一定程度时，也应及时清洗除去，以免对锅炉安全运行带来隐患。
一种锅炉水垢清洗除垢方法——机械人工除垢
主要采用电动洗管器、扁铲、钢丝刷及手锤等工具进行机械除垢。此法比较简单，成本低，但劳动强度大，除垢效果差，易损坏金属表面，只适用于结垢面积小，且构造简单，便于机械工具接触到水垢的小型锅炉。
第二种锅炉水垢清洗除垢方法——高压水枪除垢
目前，由于锅炉清洗专用的高压水枪的应用，使水力冲洗的机械除垢发展较快，这种高压水力除垢的效果有不断提高的趋势。高压水枪除垢虽然较为安全方便，但是目前仍仅限于结构较简单的工业锅炉。
第三种锅炉水垢清洗除垢方法——碱洗除垢或碱煮除垢
锅炉碱煮或碱洗的作用主要是使水垢转型，同时促使水垢松动脱落。单纯的碱煮或碱洗除垢效果较差，常常需与机械除垢相配合进行。碱煮或碱洗除垢对于以硫酸盐、硅酸盐为主的水垢有一定的效果，但对于碳酸盐水垢，则远不如酸洗除垢效果好。碱洗煮炉也常用于新安装锅炉的除锈和除油污，有时也用于酸洗前的除油清洗或垢型转化。
碱洗或碱煮药剂用量应根据锅炉结垢及脏污的程度来确定。一般碱洗或碱煮药剂调配为：每吨水加工业磷酸三钠5～10公斤、碳酸钠3～6公斤或氢氧化钠2～4公斤。这些碱洗或碱煮药剂先在溶液箱中配制成一定浓度溶液，然后再用清洗泵送入锅炉内循环清洗。
碱洗除垢或碱煮除垢的方法与新锅炉煮炉基雷同，只是碱洗除垢或碱煮除垢结束后，应打开锅炉的各检查孔，及时加以机械(或高压水力)辅助清垢，以免松软的水垢重新变硬形成二次水垢。
第四种锅炉水垢清洗除垢方法——酸洗除垢
当前在各种锅炉除垢方法中，酸洗除垢效果较理想，但酸洗工艺控制不好也会腐蚀锅炉本体金属，严重时影响锅炉的安全运行。为了确保锅炉酸洗的安全和质量，国家质量技术监督局专门制定颁发了《锅炉化学清洗规则》，并规定：从事锅炉化学清洗的单位必须取得省级及省级以上锅炉压力容器安全监察机构的资格，才能承担相应级别的锅炉化学清洗业务；无相应资格的任何单位和个人、包括用炉单位，都不得擅自进行酸洗锅炉业务。
锅炉在酸洗前应预先取有代表性的垢样进行化验，制定清洗方案；进酸开始时须在锅炉内和酸箱内挂入腐蚀指标片，直到退酸时取出；锅炉酸洗工艺流程及酸洗液的温度、浓度、流速、酸洗时间等应按清洗方案实施和控制；锅炉清洗过程中应不断取样化验并如实作好记录。锅炉清洗结束后，用炉单位、清洗单位和锅炉安全监察部门应对清洗质量进行验收。
工业锅炉的酸洗除垢质量要达到以下五点要求：
工业锅炉的酸洗除垢质量一点要求，清洗以碳酸盐垢为主的水垢，除垢率除垢面积应达到原水垢覆盖面积的80％以上。
工业锅炉的酸洗除垢质量第二点要求，清洗硅酸盐或硫酸盐水垢，除垢率除垢面积应达到原水垢覆盖面积的60％以上。
如除垢率低于上述规定，或虽达到规定要求但锅炉主要受热面上仍覆盖有难以清理的水垢时，应在维持锅水碱度达到水质标准上限值的条件下，将锅炉运行30天左右再停炉，用人工或高压水枪清理脱落的垢渣和残垢。由于经酸洗后残留的硬垢往往已有所松动，当锅炉投入运行后会逐渐地脱落，若不作再次清理极易发生事故，所以当残留垢较多时必须加以处理。
工业锅炉的酸洗除垢质量第三点要求，锅炉清洗表面应形成良好的钝化保护膜，金属表面不出现二次浮锈，无点蚀。
工业锅炉的酸洗除垢质量第四点要求，用腐蚀指示片测量的金属腐蚀速度的平均值应小于6g／(m2·h)，且腐蚀总量不大于72g／m2。
工业锅炉的酸洗除垢质量第五点要求，清洗后锅内所有的水冷壁管和对流管等炉管都应畅流无阻。如清洗前已堵塞的管子，清洗后仍无法疏通畅流的，应交有修理资格的单位修理更换。
锅炉结垢让锅炉出力不好，效率下降，浪费燃料，并对锅炉安全运行带来隐患。传统的锅炉人工机械除垢、高压水枪除垢、碱洗除垢或碱煮除垢需要停炉清洗，耽误生产，且除垢效果不理想。传统的酸洗除垢，尽管除垢效果较理想，但是也需停炉人工清洗，耽误生产；酸洗除垢工艺控制要求较高，酸洗工艺控制不好会腐蚀锅炉本体金属，造成锅炉设备安全营运风险，酸洗除垢业务需要聘请具有专业资质单位进行。欢迎各位同学就锅炉防垢阻垢、锅炉结垢除垢清洗方法使用效果、经验、问题及解决方法相互交流！
锅炉结垢如何除垢清洗？北京化工大学北京化新通达清洗技术有限公司北京安运通源节能环保科技有限公司颜辉经理欢迎各位同学随时交流！l86OO47538提供锅炉除垢不停炉在线清洗方案；锅炉蒸汽凝结水除铁离子技术方案、锅炉及供热系统高效防腐阻垢技术方案、蒸汽凝结水不达标回用到锅炉解决方案、炉水发红解决方案、凝水发黄及锅炉爆管解决方案、凝结水硬度超标解决方案供各位同学参考。
六、锅炉结垢酸洗技术升级换代——BF-30a实现除垢防腐阻垢不停炉不耽误生产在线清洗
为了解决工业锅炉结垢除垢技术存在问题，提高锅炉系统供热供暖效率，在国家科技部的大力支持下，北京化工大学研究成功了BF-30a锅炉防腐阻垢剂技术，实现锅炉溶垢除垢、螯合清除系统老垢，实现不用停炉不耽误生产在线运行在线清洗。
BF－30a防腐阻垢剂溶垢除垢阻垢机理
1、溶垢除垢阻垢分散铁垢多功效BF－30a防腐阻垢剂螯合溶解作用
螯合溶解作用。BF－30a中螯合剂成分能与与水中钙离子形成稳定的水溶性螯合物，使给水中引入的硬度成分呈溶解状态。典型的螫合剂是乙二胺四醋酸盐（EDTA）和次氨基三醋酸盐（NTA），其阻垢机理是螯合剂同钙离子反应，将致垢阳离子封锁在其分子内，使致垢阳离子无法与致垢阴离子结合成垢，使大量的钙离子稳定在水中，相当于增加了微溶性钙盐在水中的溶解度，从而使钙在锅炉中呈溶解状态，起到了阻垢作用。该反应按化学计量进行，lmgCaCO3/L钙硬度成分需用3.8mg／L EDTA的四钠盐。
为了查明BF-30a防腐阻垢剂对水垢的螯合溶解作用，采用与螯合剂类似的试验方法，将碳酸钙固体和硫酸钙固体水垢放入BF-30a溶液中进行螯合溶解试验，试验结果表明，水中钙离子浓度缓慢增加，即BF-30a防腐阻垢剂对水垢具有温和的螯合溶解能力。其与EDTA之类的螯合剂的主要区别，一是EDTA是按化学计量与钙离子反应，而BF-30a防腐阻垢剂对钙离子的螯合溶解并不按化学计量，在理论上达到化学计量值之后仍具有螯合作用；二是与EDTA的强的螯合作用相比，BF-30a防腐阻垢剂是将钙离子从固体上逐渐地缓慢地溶解下来，其作用非常温和，在多次试验中都没有发现垢块的分裂和剥落现象。这一情况对运行锅炉十分重要，因为螯合溶解作用将把锅炉内的原有水垢除去，使金属表面恢复洁净状态；但如果发生垢块的分裂剥离现象，就有可能引起垢块堵塞管道的危险。
BF-30a防腐阻垢剂螯合溶解作用，具有溶解水垢的功能，锅炉中原有水垢厚度小于2毫米可以直接使用，替代化学清洗除垢，实现在线清洗在线运行不用停炉，提高锅炉系统供热供暖效率。
2、溶垢除垢阻垢分散铁垢多功效BF－30a防腐阻垢剂晶格畸变作用
▲左图透射电子显微镜下无阻垢剂时的碳酸钙垢▲右图有阻垢剂时的碳酸钙垢
晶格畸变作用。为了查明BF-30a防腐阻垢剂的阻垢机理，用透射电子显微镜观测了加和不加BF-30a防腐阻垢剂时的碳酸钙粒子形貌，上面左图和右图所示。未加入BF-30a防腐阻垢剂时，在传热面上生长出规则的方解石结晶。加入BF-30a防腐阻垢剂后，在传热面上仅发现少量疏松的无定形碳酸钙，很容易被水冲掉。显然，BF-30a防腐阻垢剂使碳酸钙的结晶类型发生了变化，抑制了方解石的结晶生长。
可以认为，碳酸钙晶型的变化和结晶生长的抑制是因为BF-30a防腐阻垢剂吸附于结晶上或者与碳酸钙晶体界面上的钙离子发生了螯合作用并占据了晶体正常生长的晶格位置，从而使晶体不能按正常规律生长，即晶体发生了畸变。
3、溶垢除垢阻垢分散铁垢多功效BF－30a防腐阻垢剂分散作用
分散作用。用浊度计法测定了BF-30a防腐阻垢剂对锅炉内污垢的分散作用（下图）。结果表明，当没有阻垢剂时，原来处于悬浮状态的污垢以较快的速度沉降，上清液的浊度大幅度下降，在20h内下降到与无悬浮污垢的水样几乎一致。在加有BF-30a防腐阻垢剂的情况下，试验期间污垢保持悬浮状态，上清液的浊度几乎没有发生变化。由此可知，BF-30a防腐阻垢剂可以使随给水带入或在锅炉中生成的固体粒子分散在锅炉中，防止其沉积在传热面和流动缓慢的部位。试验结果还表明，这种分散作用也是非化学计量的。
产生这种分散作用的原因是，BF-30a防腐阻垢剂通过物理和化学作用吸附到固体粒子表面，使粒子表面形成双电层，改变了粒子表面原来的电荷状态，在静电作用下，粒子相互排斥，从而避免了粒子相互结合长大沉积，使其在水中保持分散状态。
BF-30a防腐阻垢剂作为铁垢分散剂使用，效果良好。BF-30a防腐阻垢剂使粒子表面形成双电层分散作用，能有效防止铁离子沉积在锅炉及炉管受热表面生产铁垢。
▲BF-30a防腐阻垢剂对污垢的分散作用
4、溶垢除垢阻垢分散铁垢多功效BF－30a防腐阻垢剂低剂量效应
低剂量效应。BF-30a防腐阻垢剂对水垢的螯合作用、分散作用以及晶格畸变作用都是非化学计量的，可以将比按化学计量高得多的钙离子稳定在水中，即具有明显的阈值效应。因此，当采用BF-30a法防腐阻垢时，只要加量达到一定值以上，就能控制成垢离子结晶生长，表现出良好的阻垢效果，没有必要加入比推荐用量更多的阻垢剂。
锅炉结垢酸洗技术升级换代——BF-30a防腐阻垢剂多功效表现在：
1.防腐、覆保护膜缓蚀率≥99％、阻垢阻垢率≥99％；
2.作为停炉保护剂锅炉及系统停用保护缓蚀率≥99％
3.作为铁垢分散剂除锈分散铁垢；
4.作为炉水PH值调节剂提高炉水PH值；
5.溶垢除垢、螯合清除系统老垢，实现在线清洗在线运行不用停炉；
6.生水+BF-30A防腐阻垢剂，热水锅炉代替软化水，除氧操作，保护环境；
7.生水+BF-30A防腐阻垢剂+BF-31T凝水保护剂，代替蒸汽锅炉系统软化装置+除氧设备+除铁设备。解决蒸汽冷凝水铁离子超标、冷凝水发黄、炉水发红、锅炉和系统设备及管线腐蚀问题。
锅炉结垢酸洗技术升级换代——BF－30a防腐阻垢剂产品被列为：
化工部技术发明奖（编号：98Ⅱ-3-001-1）
中国锅炉水处理协会注册(编号：WA0113001)
北京市高新技术转化项目(编号：022500084B)
国家知识产权局授予专.利权（编号第52414号）
国家科技部1999年第378号公告，共有214项技术成果列入“九五”国家科技成果重点推广计划指南项目中，其中北京化工大学专利技术产品BF-30A（编号99050127A）是唯一被推广的锅炉防腐阻垢剂及防腐阻垢技术。
锅炉除垢升级换代技术
BF-30a的防腐蚀机理主要是使锅炉系统金属表面生成保护性薄膜，除了具有优异防腐缓蚀性能外，作为锅炉除垢升级换代技术——BF－30a防腐阻垢剂还具有阻垢溶垢、螯合老垢、分散铁垢性能，实现除垢阻垢不停机不停炉不耽误生产在线清洗功能。BF－30a防腐阻垢剂作为锅炉除垢升级换代技术产品具有以下优点：
1、适用广：BF-30a防腐阻垢剂无挥发性性不影响蒸汽品质，高低温均适用不受温度影响，适用工业蒸汽锅炉、热水锅炉、供热系统水，不改变供热系统水正常运行工况。
2、安全无腐蚀：BF-30a防腐阻垢剂属无酸清洗，无毒无害，对碳钢、不锈钢、铜、铝合金等金属无腐蚀损伤，对锅炉本体无腐蚀，有效规避常规酸洗对水系统设备造成化学腐蚀和电化学腐蚀损伤，尤其能有效防止酸洗对不锈钢设备及管线造成晶间腐蚀损伤，保护系统设备和泵、阀、管道免遭腐蚀，并延长使用寿命，降低生产成本。
3、不阻塞管道：BF-30a防腐阻垢剂螯合除垢阻垢、除锈分散铁垢，让水垢成分悬浮在炉水中，随锅炉排污排出。BF-30a防腐阻垢剂螯合除垢缓慢温和，不会出现其他同类药剂的除垢速率太快，垢片垢块短时间快速大量剥离，造成管道堵塞的情况。
4、不会形成二次水垢：BF-30a防腐阻垢剂螯合除垢阻垢、除锈分散铁垢，让水垢成分悬浮在炉水中，随锅炉排污排出。不会出现其他象磷酸三钠之类阻垢剂，阻垢后形成松散的水渣，锅炉排污不及时，水渣就会在炉水流动滞缓的部位沉积下来，重新转化形成二次水垢。
5、操作工艺简单：BF-30a防腐阻垢剂直接加入给水箱，螯合阻垢、除垢清洗、覆保护膜一次完成，无需增加另外辅助设施，实现除垢防腐阻垢不停炉不耽误生产在线清洗。
锅炉结垢出力不好，不用停炉在线清洗来搞定（颜辉）
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