由于鍋爐運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢、銹蝕等問題，造成鍋爐結(jié)垢的主要原因是給水帶硬質(zhì)成分，經(jīng)過高溫、高壓不斷蒸發(fā)濃縮后，在爐膛內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，最終在受熱面形成堅(jiān)硬、致密的結(jié)垢。水垢是鍋爐“百害之首”，是鍋爐事故發(fā)生的主要原因，其危害主要有：
浪費(fèi)大量燃料：由于水垢的熱導(dǎo)率僅為鋼鐵材料的幾十分之一，因此當(dāng)水垢被加熱到表面時(shí)，就會(huì)阻礙傳熱，為了維持鍋爐一定的出力，必須提高火側(cè)的溫度，從而導(dǎo)致向外輻射和排煙造成熱量損失。根據(jù)鍋爐工作壓力不同，水垢的種類和厚度不同，燃油消耗量也不同，通過試驗(yàn)和計(jì)算，得出水垢厚度與燃油消耗量之比為：當(dāng)水垢厚度(S)≥1毫米，燃油消耗量為5~13%；當(dāng)2毫米，燃油消耗量為13~18%；當(dāng)3毫米，燃油消耗量為18~26%。
容易使鋼板、管子因過熱而燒壞：由于鍋爐結(jié)垢后，又要維持一定的工作壓力和蒸發(fā)量，只能提高火側(cè)溫度，但水垢越厚，熱導(dǎo)率越低，火側(cè)溫度越高。一般情況下，鍋爐火側(cè)溫度約為900℃，水側(cè)溫度約為190℃。無垢鋼板的溫度約為230℃，一旦結(jié)垢1mm左右，與無垢鋼板相比，溫度提高約140℃。在溫度為315℃時(shí)，20#鋼板的各項(xiàng)可塑性指標(biāo)開始下降，達(dá)到450℃時(shí)，鋼板發(fā)生過熱蠕動(dòng)變形。因此鍋爐結(jié)垢很容易使金屬燒損。
增加維修費(fèi)用，縮短使用壽命：鍋爐因水垢引起的事故約占全部鍋爐事故的三分之一，仍呈上升趨勢(shì)，不僅造成設(shè)備損壞，而且危及人身。所以，在給水合格的情況下，鍋爐運(yùn)行時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鍋內(nèi)用水符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；在運(yùn)行中要防止水垢產(chǎn)生，并且要對(duì)水垢進(jìn)行及時(shí)的處理，要徹底防止和清除鍋爐爐膛內(nèi)的水垢，并控制水質(zhì)。為了解決上述問題，目前最科學(xué)的方法是在鍋爐運(yùn)行中對(duì)鍋爐綜合性能好、藥效的運(yùn)行維護(hù)和定期清洗除垢。
根據(jù)鍋爐工作壓力不同，水垢的種類和厚度不同，燃油消耗量也不同，通過試驗(yàn)和計(jì)算，得出水垢厚度與燃油消耗量之比為：當(dāng)水垢厚度(S)≥1毫米，燃油消耗量為5~13%；當(dāng)2毫米，燃油消耗量為13~18%；當(dāng)3毫米，燃油消耗量為18~26%。易使鋼板、管道因過熱而燒損：由于鍋爐結(jié)垢后，又要維持一定的工作壓力和蒸發(fā)量，只能提高火側(cè)溫度，但水垢越厚，熱傳導(dǎo)系數(shù)越低，火側(cè)溫度就越高。水垢是鍋爐“百害之首”，是導(dǎo)致鍋爐事故的主要原因，其危害主要表現(xiàn)在：燃料浪費(fèi)大：由于水垢的導(dǎo)熱率僅為鋼鐵材料的幾倍，因此當(dāng)水垢被加熱后，傳熱就會(huì)受阻，為了保持鍋爐的正常工作，必須提高爐體溫度，從而向外輻射和排出煙氣，造成熱量損失。
一般情況下，鍋爐火側(cè)溫度約為900℃，水側(cè)溫度約為190℃。無垢鋼板的溫度約為230℃，一旦結(jié)垢1mm左右，與無垢鋼板相比，溫度提高約140℃。在溫度為315℃時(shí)，20#鋼板的各項(xiàng)可塑性指標(biāo)開始下降，達(dá)到450℃時(shí)，鋼板發(fā)生過熱蠕動(dòng)變形。因此鍋爐結(jié)垢很容易使金屬燒損。加大維修費(fèi)用，降低使用壽命：鍋爐水垢事故占鍋爐事故總數(shù)的約三分之一，仍呈上升趨勢(shì)，不僅造成設(shè)備損壞，而且危及人身。所以，在給水合格的情況下，鍋爐運(yùn)行時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鍋內(nèi)用水符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；在運(yùn)行中要防止水垢產(chǎn)生，并且要對(duì)水垢進(jìn)行及時(shí)的處理，要徹底防止和清除鍋爐爐膛內(nèi)的水垢，并控制水質(zhì)。為了解決上述問題，目前最科學(xué)的方法是在鍋爐運(yùn)行中對(duì)鍋爐綜合性能好、藥效的運(yùn)行維護(hù)和定期清洗除垢。
一.工業(yè)鍋爐清洗前的準(zhǔn)備
(1)清洗前詳細(xì)了解鍋爐的結(jié)構(gòu)和材料，檢查鍋爐內(nèi)部，確定清洗方法，制定措施。如果鍋爐有泄漏、堵塞等缺陷，應(yīng)提前采取有效措施進(jìn)行處理。
(2)清洗前必須確定水垢類別。應(yīng)從鍋爐的不同部位抽取有代表性的水垢樣本進(jìn)行分析。水垢類別的識(shí)別方法見附件1“水垢類別的識(shí)別方法”，對(duì)于額定壓力大于1.5Mpa的鍋爐，需要對(duì)樣品水垢進(jìn)行定性分析..
(3)清洗前，根據(jù)鍋爐的實(shí)際情況，清洗方案必須由專業(yè)人員制定，并經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。清潔方案應(yīng)包括以下內(nèi)容:
①鍋爐用戶名稱、鍋爐型號(hào)、注冊(cè)號(hào)、使用壽命和上次清洗時(shí)間等。
②鍋爐是否有缺陷:
③鍋爐結(jié)構(gòu)和腐蝕狀況，包括水垢分布、厚度(或沉積量)、水垢分析結(jié)果和設(shè)備狀況。
(4)清洗范圍和清洗方式。
⑤根據(jù)“清洗工藝小試”、鍋爐結(jié)構(gòu)、鍋爐材質(zhì)及結(jié)垢量、清洗系統(tǒng)，確定清洗劑、緩蝕劑、鈍化劑等助劑的濃度和用量，以及清洗溫度、時(shí)間等工藝條件；
⑥化學(xué)清洗系統(tǒng)圖:
⑦清洗所需的節(jié)流、隔離和保護(hù)措施；
⑧清潔過程中需要監(jiān)控和記錄的項(xiàng)目；
⑨清洗廢液的清除和處理；
⑩清洗后或殘留水垢的清洗，清洗質(zhì)量驗(yàn)收條件；鍋爐化學(xué)清洗應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行清洗方案。如遇特殊情況，需改變清洗方案時(shí)，應(yīng)由原批準(zhǔn)的技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字同意。
(5)清洗前，應(yīng)重新檢查化學(xué)清洗，如原液的純度和所選緩蝕劑的緩蝕效率，并根據(jù)技術(shù)和措施的要求準(zhǔn)備好設(shè)備和材料。
二、工業(yè)鍋爐化學(xué)清洗工藝及驗(yàn)收要求
1.工業(yè)鍋爐是指為工業(yè)生產(chǎn)或生活提供蒸汽和熱水的鍋爐，一般指額定工作壓力≤2.5MPa的鍋爐。
2.化學(xué)清洗條件的確定:工業(yè)鍋爐的化學(xué)清洗包括堿洗或酸洗。鍋爐產(chǎn)生水垢或鐵銹時(shí)，應(yīng)及時(shí)清洗，但酸洗方法應(yīng)符合下列條件之一，每臺(tái)鍋爐的酸洗間隔不應(yīng)少于兩年。
(1)鍋爐受熱面積垢80X10-2以上，平均積垢厚度達(dá)到或超過下列值；對(duì)于沒有過熱器的鍋爐:lmm。；帶過熱器的鍋爐:0.5mm；熱水鍋爐:lmm。
(2)鍋爐受熱面腐蝕嚴(yán)重。
3.清洗系統(tǒng):工業(yè)鍋爐只采用堿洗，一般不需要循環(huán)系統(tǒng)。使用酸洗時(shí)，應(yīng)采用循環(huán)和靜態(tài)浸泡相結(jié)合的方法。
4.化學(xué)清洗過程
(1)運(yùn)行鍋爐的化學(xué)清洗過程包括堿沸轉(zhuǎn)化、水洗、酸洗后水洗、漂洗、鈍化等各個(gè)階段，其中堿沸轉(zhuǎn)化和漂洗可根據(jù)具體情況避免。
(2)化學(xué)清洗前，應(yīng)清除鍋內(nèi)積聚的沉淀物和污垢。如果有堵塞的管道，盡量提前清除。
(3)對(duì)于以硫酸鹽為主的水垢，應(yīng)進(jìn)行堿煮改造，要求如下:
(1)根據(jù)水垢的厚度和成分，將溶解在溶液中的碳酸鈉和磷酸三鈉的混合溶液加入鍋爐，使鍋爐水中試劑濃度均勻達(dá)到na2co3:(0.3-0.6)X10-2na3po412h202(0.5-1.0)X10-2(相當(dāng)于P043-濃度1250-2500mg/l)。
②緩慢增加鍋爐壓力，在5小時(shí)內(nèi)將鍋爐壓力升至額定工作壓力的一半，維持36-48小時(shí)。如果結(jié)垢嚴(yán)重，堿煮的轉(zhuǎn)化時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。
(3)沸騰時(shí)間應(yīng)定期取樣分析。當(dāng)鍋爐水堿度低于45mmol/L，P043-濃度低于1000mg/L時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加入碳酸鈉和磷酸三鈉。
(4)堿沸轉(zhuǎn)化后，應(yīng)將堿液排干，用水沖洗至出水PH值小于9。
(5)酸洗控制要求如下:
(1)酸洗液濃度:HCI或硝酸(4-8)%，用鹽酸洗滌，加入氟化物添加劑:hfl%；或者氟化鈉(5-8)‰。腌制時(shí)間為6-8小時(shí)。
②酸洗后階段，應(yīng)按以下幾點(diǎn)確定酸洗終點(diǎn)，并及時(shí)停止酸洗。
A.酸濃度趨于穩(wěn)定:30分鐘后兩個(gè)分析結(jié)果的差值小于0.2*10-2。
B.鐵離子濃度趨于平衡。
(6)酸洗后，鍋內(nèi)的酸洗廢液應(yīng)迅速用清水噴出。如果沖洗水量不足，也可以邊排酸邊供水(排酸速率不大于供水速率)，沖洗后期加入適量堿液中和酸。用水頂酸或脫酸中和水沖洗，直至流出物的酸堿度大于或等于4.5。
(7)酸洗后必須中和鈍化，防止金屬腐蝕。鈍化一般采用以下方法:水洗后，在系統(tǒng)循環(huán)下，加入Na3PO4.10H2O使其濃度達(dá)到(1-2)%，加入NaOH調(diào)節(jié)PH值，PH值應(yīng)控制在11-12。通常，可以采用壓力低于工作壓力的鈍化。當(dāng)鍋內(nèi)鈍化液濃度均勻時(shí)，關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)，然后點(diǎn)燃鍋爐，緩慢升壓至額定工作壓力的一半左右。額定工作壓力≥1.6MP、額定蒸發(fā)量≥10t/h的鍋爐，酸洗后應(yīng)按電站鍋爐的要求進(jìn)行沖洗鈍化。
5.殘垢處理:中和后，必須打開所有檢查孔，手動(dòng)清理鍋內(nèi)松散的殘垢和沉淀物，防止水垢脫落后堵塞管道。
6.清潔過程中的化學(xué)監(jiān)控:
(1)堿煮過程:每隔4小時(shí)(接近終點(diǎn)時(shí)每隔1小時(shí))測(cè)量一次堿洗液的PH值、總堿度和PO43-濃度。
(2)酸洗過程:開始時(shí)每30分鐘(酸洗中間階段每1小時(shí))測(cè)量一次酸洗液中的酸濃度。當(dāng)Fe3-和Fe2-的濃度接近終點(diǎn)時(shí)，分析時(shí)間應(yīng)縮短。
(3)中和脫酸水洗滌過程中，后期每15分鐘測(cè)量一次出口的PH值。
(4)鈍化過程:每3-4小時(shí)測(cè)定一次鈍化液的酸堿度和PO43濃度。
上述項(xiàng)目的測(cè)定方法見附件7《清洗過程的化學(xué)監(jiān)測(cè)和分析方法》
7、清洗質(zhì)量驗(yàn)收要求:
(1)除垢率:
①清洗以碳酸鹽為主的水垢，除垢面積應(yīng)達(dá)到原水垢覆蓋面積的80%。
②清理硅酸鹽或硫酸鹽垢，除垢面積應(yīng)達(dá)到原垢覆蓋面積的609%。如果除垢率低于上述規(guī)定，或鍋爐主受熱面仍覆蓋有難以清理的水垢，停爐前應(yīng)將鍋爐運(yùn)輸一個(gè)月左右，脫落后的殘?jiān)蜌埩羲赣萌斯で謇怼?/p>
(2)鍋爐清洗后的表面應(yīng)形成良好的鈍化保護(hù)膜，金屬表面不應(yīng)有二次浮銹和點(diǎn)蝕。
(3)腐蝕指示器測(cè)得的金屬腐蝕速率平均值應(yīng)小于6g/m2.h，腐蝕總量小于72g/m2。
(4)鍋內(nèi)所有水冷壁管和對(duì)流管應(yīng)保持暢通。如果管子在清洗前堵塞，清洗仍不能順利進(jìn)行，應(yīng)由有資質(zhì)的單位進(jìn)行修復(fù)。
三，對(duì)于不同的水垢和金屬材料，應(yīng)選擇合適的酸洗劑和助溶劑，工業(yè)鍋爐清洗劑一般選擇如下:
(1)鹽酸一般用于清洗碳酸鹽垢。
(2)硅酸鹽垢可以通過在鹽酸中加入氫氟酸或氟化物來清洗。
(3)硫酸鹽垢或硫酸鹽與硅酸鹽混合的垢，應(yīng)事先用堿煮沸，然后用鹽酸或含氟鹽酸清洗。
(4)氧化鐵垢可以通過在鹽酸或硝酸中加入氟化物來清洗。
(5)對(duì)于電站鍋爐，當(dāng)一次氧化皮中銅含量較高(CuO>5×10-2)時(shí)，應(yīng)采取措施防止金屬表面鍍銅，一般可選用鹽酸、氟化物、硫脲等清洗助劑。
(6)清洗奧氏體鋼時(shí)，不應(yīng)使用鹽酸作為清洗劑。一般可用氫氟酸、EDTA、檸檬酸、甲酸、醋酸等有機(jī)混合酸作為清洗劑清洗含鉻材料的鍋爐部件。