浅谈锅炉水垢

浅谈锅炉水垢

王晓东

(中国石油集团电能有限公司热电一公司运行部化学运行专业黑龙江大庆163314)

摘要：锅炉是火力发电厂的主要热力设备，它的运行状况好坏直接影响着整个机组的安全经济运行。锅炉水冷壁是锅炉的直接受热体，它将燃料燃烧产生的热量传递给炉水，炉水吸收热量而蒸发，成为具有一定压力和温度的蒸汽。当锅炉水冷壁管结水垢时，由于水垢的导热系数小，导热能力差，将会造成炉管管壁超温，严重时还会造成爆管事故。同时，当锅炉水有侵蚀性时，还会在水垢下引起沉积物腐蚀等严重后果。本文着重对水垢的形成原因进行分析，以便采取相应的防护措施。

关键词：锅炉水冷壁水垢原因

1、水垢的种类

水垢是金属受热面与水接触的管壁上形成的固体附着物。而沉积在汽包和水冷壁下联箱底部等水流缓慢处，呈悬浮状态和沉渣状态的物质叫水渣。水垢的化学组成比较复杂，通常是有许多化合物组成的，但往往以某种化学成分为主。通常将水垢按其化学成分分成以下几类：钙镁水垢，硅酸盐水垢，氧化铁垢和铜垢等。

2、锅炉结水垢的原因分析及防止

2.1、钙镁水垢的形成及防止

钙镁水垢的形成。钙镁水垢常常沉积在炉管中热负荷较高的受热面上，主要形成硫酸钙和硅酸钙水垢。形成的原因是炉水中钙镁盐类离子浓度超过了溶度积，这些沉盐类从溶液中析出并附着在受热面上。析出物之所以能附着在受热面上，是因为受热面金属表面粗糙不平，有许多微小的凸起的小丘，这些小丘成为从溶液中析出固体的结晶核心。此外，金属受热面上常常覆盖一层氧化物膜，氧化物膜有相当大的吸附能力，成为金属壁和由溶液中析出物的粘结层。水中钙镁离子浓度超过浓度积的原因有以下几方面：

⑴随着水温的升高，某些钙、镁盐类在水中的溶解度降低。

⑵随水不断受热蒸发，水中盐类逐渐被浓缩。

⑶在不断加热和蒸发的过程中，水中某些钙、镁盐类因发生化学反应，从易溶物变成了难溶物析出。析出的可能成为水垢，也可能成为水渣，在炉水中碱性较强而且水处于剧烈沸腾状态，此时析出的碳酸钙形成松软的水渣。若锅炉调整不当就会产生水垢。

防止方法。为防止锅炉受热面上形成钙镁水垢，主要应尽量降低给水的硬度。这要从以下几方面着手：

⑴彻底除掉给水中的硬度。

⑵保证凝汽器严密。

⑶炉内水进行磷酸盐处理。

⑷按规定进行定排和连排。

2.2、硅酸盐水垢的形成及防止

硅酸盐水垢的形成。硅酸盐水垢的化学成分绝大部分是铝、铁的硅酸化合物，结构比较复杂。硅酸盐垢常覆盖在热负荷很高或者水循环不良的炉管内。其形成是给水中铝、铁和硅化合物含量较高。以地表水做原水的发电厂，若补给水的预处理过程不当或者凝汽器发生泄漏，就会使给水中含有一些极微小的粘土和较多的铝、铁、硅化合物。

防止方法。应尽量降低给水中硅化合物，铝和其它金属氧化物的含量。一方面对给水进行硅处理并保证优良的补给水水质。另一方面要严格防止凝汽器漏泄。运行经验证明，凝汽器漏泄往往会产生硅酸盐水垢。

2.3氧化铁垢的形成及防止

氧化铁垢容易在高参数大容量的锅炉内形成，主要生成热负荷很高的炉管管壁上，其主要成分是铁的氧化物，此外，还含有铜及铜的氧化物及钙镁硅和磷酸盐等。

氧化铁垢的形成。锅炉水中铁的化合物沉积在管壁上形成氧化铁垢。锅炉水中铁化合物主要是胶态的氧化铁，也有少量颗粒状的氧化铁和呈溶解态的铁。在锅炉水中，胶态的氧化铁带正电，热负荷高的炉管处带负电，带正电的氧化铁就向带负电的炉管金属表面聚集形成氧化铁垢。至于颗粒状的氧化铁，在炉水急剧蒸发浓缩中，在水中电解质含量大和PH值较高的条件下，它也逐渐从水中析出并沉积在炉管管壁上形成氧化铁垢。由上述可知，形成氧化铁垢的主要原因是锅炉炉水含铁量高和炉管上的热负荷太高，锅炉水的含铁量主要决定于给水的含铁量。热负荷越大，给水的含铁量越高，氧化铁的形成速度越快。

防止方法。防止锅炉内产生氧化铁垢的基本方法是减少锅炉水中的含铁量，为此应降低给水中的含铁量和防止锅炉金属的腐蚀。重点做好以下工作：

⑴调节给水PH值，减少给水系统的氧腐蚀，从而降低含铁量。

⑵降低给水的各组成部分水的含铁量，严防凝汽器漏泄。

⑶加强停备用锅炉的保护及防腐工作，以防停备用锅炉的腐蚀和汽水系统的腐蚀。

2.4铜垢的形成及防止

铜垢的形成。铜垢的生产部位主要在局部热负荷很高的炉管内。当热力系统中铜合金部件遭到腐蚀后，铜的腐蚀产物随给水进入炉内，在沸腾的碱性炉水中，这些铜的腐蚀产物主要以络合物的形式存在。在高热负荷的部位，一方面炉水中部分铜的络合物会被破坏成铜离子，使炉水中的铜离子浓度升高。另一方面由于高热负荷的作用，炉管中高热负荷部位的金属氧化物保护膜被破坏，且使高热负荷部位的金属表面与其它金属表面之间产生电位差。铜垢的形成速度与热负荷有关，它随着热负荷的升高而加快。在热负荷最大的管段往往形成的铜垢量最多。

防止方法。①为防止锅炉内生成铜垢，在锅炉运行方面，应尽可能避免炉管局部热负荷过高。②应尽量降低给水的含铜量，应防止给水和凝结水系统中铜部件被腐蚀。

3、锅炉结垢的处理

3.1、运行中的处理

运行中有结垢迹象或可能时，化学人员应做好以下工作。

⑴调整好磷酸盐的加药量。⑵增加排污。⑶及时采取措施。

3.2检修中的处理

在锅炉检修中应进行结垢情况的检查和采样，测定附着物量及附着物成分并采取相应的清理清洗措施。⑴检查汽包、联箱中的沉积物，割管测垢量和厚度，按垢量和运行年限进行清洗。⑵结垢严重已引起水冷壁管变形时，应及早更换。⑶检查排污管加药管是否有堵塞，如有应用压力水冲洗。

4、结束语

综上所述，锅炉水冷壁管结垢的主要原因是凝汽器泄漏，其次是铁铜等腐蚀产物带入炉内，在就是停、备用腐蚀产生的锈集中沉积在蒸发受热面上，锅炉排污不当，忽视定排可使结垢速度加快，炉内处理不当也可促进结垢。为此，为避免结垢应该采取相应的预防措施，保证机组的安全经济运行。