锅内结垢和锅内水处理

 1．水垢的形成及其危害。锅炉管壁上产生的坚硬附着物，称为水垢。产生水垢的原因是由于凝汽器不严、生水漏入凝结水中或水处理工作异常等，都可能增加锅炉水中的硬度以及其他杂质。这些杂质在锅炉运行条件下，就会附着在管壁上并逐渐形成坚硬的水垢。

    水垢比金属的导热能力小几百倍。因此，锅炉产生水垢就会造成热损失，浪费大量燃料，同时也可以使金属发生局部过热，造成设备损坏。水垢，还能引起沉积物下的金属腐蚀，危及锅炉安全运行。

    2．水垢的分类及其生成的部位。水垢按其主要化学成分，分为钙、镁水垢，硅酸盐水垢，氧化铁垢，磷酸盐铁垢和铜垢等。

    不同类的水垢生成的部位不同：钙、镁碳酸盐水垢容易在锅炉省煤器、加热器、给水管道等处生成；硅酸盐水垢主要沉积在热负荷较高或水循环不良的管壁上；氧化铁垢容易在高参数和大容量的锅炉内发生，这种铁垢生成部位，绝大部分是发生在水冷壁上升管的向火侧、水冷壁上升管的焊口区以及冷灰斗附近；磷酸盐铁垢，通常发生在分段蒸发锅炉的盐段水冷壁管上；铜垢主要生成部位是热负荷很高的炉管处。

    二、锅内水处理

    防止锅内产生水垢的主要措施是做好补给水的净化工作，消除凝汽器的泄漏，保证给水品质良好。此外，汽包锅炉还要对锅内的水进行处理。

    1．锅内水处理原理。锅内水处理是把化学药品加进运行锅炉的水中或给水中，防止在锅内发生水垢。锅内水处理一般分为碱性处理和中性处理。目前普遍采用的是磷酸三钠的碱性处理。

    磷酸三钠加到锅炉水中，能解离出磷酸根离子()。在锅炉水沸腾状态和碱性较强的条件下，与水中的发生下列反应：

10Ca2+++2OH→Ca10(OH)2(PO4)6↓

                                            (碱式磷酸钙)

    生成的碱式磷酸钙沉淀呈泥渣状，可随锅炉排污排掉。

    2．处理方法。处理方法是将浓度为1~5%的磷酸钠溶液，用加药泵连续地加入给水中，或用高压加药泵加到汽包的锅炉水中。

    加到锅炉水中的药量应适当。药量不足时，锅炉水中的钙、镁就会形成水垢；药量过多时，又会产生粘着性的磷酸镁，或者引起蒸汽品质不良。各种类型锅炉的锅炉水余量，可根据表13-8控制。

表13-8锅炉水磷酸根控制标准

第三节  停炉腐蚀和保护方法

    一、停炉腐蚀和危害

    锅炉在停用期间受空气中的水分和氧气的作用，使金属遭到腐蚀。

    停用期间的腐蚀，不仅使锅炉管壁受到损伤，更严重的是在锅炉再次启动时，锅内的腐蚀产物在运行条件下形成沉积物和沉积物下的腐蚀，以致发生爆管事故。这就增加了锅炉停运时间，增加了检修费用。

    二、停炉的保护方法

    锅炉在停用期间的保护方法有：湿法保护和干法保护。

    1．湿法保护。这种方法是在锅炉内部充满不腐蚀金属的保护液，杜绝空气进入锅内，防止空气中的氧对金属的腐蚀。比较常用的湿法保护有下列几种：

    (1) 联氨法。锅炉在停运前，用加药泵把联氨加入给水中，使锅内各部分充满浓度均匀的联氨溶液。溶液中过剩联氨浓度为100~200ppm。

    如果联氨保护液的pH值低于10，则用加氨方法，把pH值提高到10以上。

    锅炉冷却后，还需再往锅内打入除氧水，使锅内溶液保持充满状态，然后关闭与锅炉相通的所有阀门，尽量防止空气漏入。

    在停炉保护期间，如果发现联氨浓度和pH值下降，应补加联氨或氨。

    在锅炉启动前，应将联氨溶液排入地沟，并对联氨溶液加以稀释，防止入畜中毒。

    (2) 氨液法。将给水配成800~1000ppm的氨溶液，用泵打入锅炉，并在锅炉汽水系统内进行循环，直到各部分溶度均匀为止。然后关闭锅炉所有阀门，防止氨液漏出。

    如果发现氨的浓度下降时，应查找原因，采取措施，防止漏氨，并补加氨液。

    采用氨液保护时，应事先拆掉能与氨液接触的铜部件，防止设备发生氨腐蚀。

    (3) 压力保护法。锅炉短期停用时，可以采用间断升火保持压力法或者采用给水保持压力法。前者是在停炉后，用间断升火的办法保持蒸汽压力为5~10公斤/厘米2；后者是在锅炉充满给水时，用给水泵顶压，保持炉水压力为10~15公斤/厘米2。

    采用间断升火保持压力法时，在保护期间炉水磷酸根和溶解氧应维持运行标准。采用给水保持压力法时，应保持给水的溶解氧合格。

    由于近代高压锅炉的结构复杂，不可能把炉水全部放净，所以目前无论是长期停炉或是短期停炉均采用湿法保护。如果在冬季锅炉房气温低，有冰冻的可能，而又必须采用湿法时，应有防冻措施。

    2．干法保护。干法保护是把锅内的水*放空，保持金属表面干燥；或者金属表面被氮气(N2)覆盖，防止金属遭受潮湿空气的腐蚀。干法保护有以下几种：

    (1) 烘干法。当锅炉停止运行后，锅炉水水温降至100~120℃时，开始放水。锅内水放完后，利用炉膛的余热或用锅炉点火设备，在炉膛点火加热，也可以用热风使锅炉金属表面干燥。

    此法仅适用于短期锅炉检修时采用。

    (2) 干燥剂法。锅炉采用烘干法进行烘干，并清理锅炉附着的水垢和水渣，然后在汽包、联箱等处放入无水氯化钙、石灰或硅胶。无水氯化钙或石灰应放在搪瓷盘中；硅胶可装在布袋内。

    干燥剂放完后，并闭锅炉所有阀门，防止潮湿空气漏入。

    在锅炉停用保护期间，定期检查干燥剂的情况，发现失效应及时更换新的干燥剂或定期的更换干燥剂。

    此法适用于低压或中压小容量的汽包炉的长期停炉保护；高压、大容量锅炉停用时，不采用这种保护方法。

    (3) 充氮法。这种方法是将氮气充入锅内，并保持压力在0.1公斤/厘米2表压以上，以防止空气侵入锅内，保护设备不受氧腐蚀。

    锅炉停止运行后，当锅炉压力降到3公斤/厘米2表压时，将充氮管路用法兰连接好，氮气的减压阀定在0.3公斤/厘米2表压。关闭锅炉压力部分的所有阀门。锅炉在冷却时，压力逐渐下降，当锅炉压力降到0.3公斤/厘米2表压时，氮气经充氮临时管路进入锅内。

    充氮时锅炉的水可以放掉，也可以不放掉。未放水的锅炉或锅内有存水的部分，水中应加有一定量的联氨并用氨调节其pH值在10以上。

    锅炉在充氮保护期间，锅内的压力应保持在0.3~0.1公斤/厘米2表压之间，防止空气漏入。经常检查氮气的耗量，如果发现氮气耗量大，应查找泄漏处并及时进行密封。

    氮气的纯度对保护效果有很大关系。一般要求氮气纯度在99%以上或更高。

    锅炉启动时，在上水和升火过程中，把锅炉排气门打开，使氮气排入大气。

干法保护，通常是在锅炉较长时间退出运行或有冰冻危险时采用。