锅炉水处理中一个必须重视的问题

摘要：在锅炉水处理中，有一个问题必须重视起来：那就是在锅炉内部已经结生一定量水垢的情况下，再开始正常的水处理工作，而又不对水垢作任何处理，最后容易导致锅炉爆管或鼓包，危及人身安全，造成社会经济损失，影响社会稳定。本文对这一情况作了理论上的探讨，并提出了解决的办法和措施。

关键词：锅炉水处理水垢

中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：

一、问题的提出

根据本人几年来锅炉水质监测工作的观察结果，发现在一些锅炉使用单位中，存在着一些奇怪的现象：锅炉水处理开展前没有或很少出现爆管或堵管，但当水处理正常开展后却出现爆管、鼓包或严重的堵管事故，且在此期间，锅水碱度比理论预计值严重偏低（在排除硬度、浓缩倍数等原因后）。致使锅炉用户提出了“要不要做水处理”的疑问。针对这一现象，本人查阅了一些书籍和资料，未见任何记载和解释。本文对这一现象产生的原因进行了理论上的探讨，并提出了解决的措施，希望引起锅炉水处理界的重视。

二、事实与结果

我市某印染厂一台6吨/小时的锅炉，由于有一年多时间未做水处理，2011年1月因水垢堵管发生了一次爆管事故。但由于正值生产旺季，来不及酸洗除垢，只是用机械方法清理了水冷壁管内的水垢，修理后便又立即投入运行。在我的督促下，在2月中旬开展了正常的水处理工作。在此后，锅炉给水的硬度一直在合格范围（≤0.03mmol/L）之内，但水处理工发现锅水碱度始终在低数值上徘徊，提不高，约在3~5mmol/L之间。 此时根据Cl 的浓缩倍数计算，锅水碱度应在15mmol/L左右。我们知道，锅水应保持一定的碱度才能防止结垢。所以该厂有时不得不进行加药处理，来提高锅水碱度。在锅炉给水硬度合格的情况下，碱度比理论预计值严重偏低的原因是：碱度成份CO32 与水垢成份CaSO4等发生了反应而被沉淀，从而导致碱度的严重偏低，并使部分水垢松动脱落。到4月底，该台锅炉就又发生了爆管事故，原因就是上述脱落的水垢堵管所致。后来，该台锅炉进行了酸洗除垢，但仍残留有一定量的水垢未能洗下（主要为硫酸盐和硅酸盐水垢）。酸洗后，该台锅炉又继续运行，期间未能按要求停炉清理，且锅水碱度也还长时间偏低。至2012年下半年停炉检修时，清出了不少脱落的水垢，且又发现有数根水冷壁管被脱落的水垢堵死，由于检修及时，未再发生爆管事故。至此，锅筒内的残余水垢基本。后来，锅水的碱度便基本正常了。

我市某纺织厂，有一台2吨/小时的锅炉，平时也未做水处理，导致水垢结生约3mm左右。后来由于时断时续地做了几次锅内加药处理，亦同样导致部分水垢松动脱落，积在锅筒底部，最后发生锅筒鼓包事故。

我市某化工厂一台1吨/小时的锅炉，由于不做锅炉水处理，导致锅炉结垢3~6mm，2011年10月因水垢堵管，发生锅炉爆管事故。事后，该厂对不太畅通的水冷壁管进行了疏通，并重视了锅炉水处理工作，把交换器使用了起来。当发现锅水碱度偏低，同时采用锅内加药（加磷酸三钠）处理。本人曾数次要求该厂先行酸洗除垢，以防碱度正常后部分脱落的水垢堵管而造成再次爆管。但由于该厂生产较忙，一直未予酸洗除垢。2012年2月底，这台锅炉再次爆管。经检查，确为脱落的水垢堵管所致。

据不完全统计，此类事故约占锅炉因水垢造成的事故总数的10~20%。

三、分析与讨论

当锅炉水处理不正常或甚至根本不做时，锅炉在使用过程中极易结生水垢。水垢的组成主要为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢和铁垢。当水垢结生到一定厚度，就容易造成爆管、鼓包等事故，危及人身安全，造成社会经济损失，影响社会稳定。

其中有一种现象没有被重视：即当锅炉已经结生了一定的水垢（水垢是以下三种情况之一：①不是太厚；②尚未发生爆管等事故；③已发生过事故，但未对水垢作彻底清除），而这时锅炉的水处理才开始正常运转起来，此时起数月内，锅炉就极易发生爆管、鼓包等事故。

这是因为，当锅炉水处理正常开展起来后，进入锅炉的给水已被软化（或加药），这时，锅水的碱度便会由于锅水的不断浓缩而逐渐升高，锅水中的CO32 浓度就会不断增加。在锅炉中的温度和压力的作用下，CO32 便会与水垢中的一些成份如CaSO4、CaSiO3等发生化学反应：

CaSO4Ca2+ + SO42

CaSiO3Ca2+ + SiO32

Ca2+ + CO32CaCO3

这是因为CaSO4、CaSiO3的溶解度比CaCO3大。根据溶度积和化学平衡条件，我们知道，这时只要水中一直有一定的CO32浓度，CaSO4等水垢便会逐渐溶解和转化。同时，由于上述反应，锅水中的碱度也会比理论预计值偏低较多（碱度成份之一的CO32 浓度由于发生上述反应而降低，或者说不会随着浓缩倍数的增加而相应增加。由此亦导致另一碱度成份―OH 浓度也不会相应增加）。而生成的CaCO3 则形成松软的水渣。同理，采用锅内加药处理时，也会出现与上述类似的情况（如加纯碱，与上相同；如加磷酸盐，则亦因磷酸钙的溶解度远小于硫酸钙等水垢的溶解度，而发生反应如下）：

3Ca2+ + 2PO43Ca3(PO4)2

随着CaSO4等水垢的逐渐溶解，原先牢固地附着于锅筒内壁的水垢便会部分松动、脱落。脱落的水垢便会随着锅水的循环和重力的作用而被带到锅筒底部或水冷壁管（对流管）内。随着水垢的不断脱落，锅筒底部或水冷壁管内的水垢的堆积就会越来越严重。最后，会出现以下现象：一是由于局部过热就会导致锅筒鼓包；二是水冷壁管被脱落的水垢堵死而发生胀粗或爆管事故。

实际上，上述情况与锅炉的加药煮炉相似，只不过煮炉时，碳酸盐、磷酸盐的加药量大（浓度大），但时间较短，约数天。而上述情况下，碳酸盐或磷酸盐的浓度虽较低，但时间却长得多，可达一个月或数月。因此，两者的结果相似，都会有部分水垢松动脱落。不同的是：煮炉后，肯定会停炉清渣；而在上述情况下，却往往忽略停炉清渣，从而造成事故。

四、措施和办法

在水处理正常开展时，需先判断锅炉内部是否已结生较多的水垢。办法有三：

一是看锅炉内外部检验报告。上面对结垢情况有清楚的记载；

二是看锅炉是否已有较长时间未做水处理。若是，则一般结有较多的水垢；

三是看锅水碱度的化验情况。

在水处理已正常开展后，如发现在排除给水硬度等原因后，锅水碱度比预计值（可根据给水碱度和锅水的浓缩倍数来计算）严重偏低，且时间较长，则水垢可能结生较多，并且正在发生前面所述的反应。

综上所述，希望大家一道来重视这个问题。在锅炉已结生较多水垢的情况下，开始做水处理时，必须按如下要求进行操作，以避免发生锅炉安全事故：

一、 先进行化学清洗（酸洗或碱煮，以酸洗为佳），以除去绝大部分水垢，然后再进行正常的水处理工作。如果化学清洗后残留水垢较多，那每运行二个月左右必须停炉清理一次，直至残余水垢基本清理干净。

二、未除垢即开展正常水处理运转的，每隔一个月左右必须停炉清理，且每一根管子均要通水检查，以防堵管而发生事故。

在工作过程中，我发现水处理工作的质量与锅炉水处理人员的素质是密不可分的。所以在这里，我还要强调一下管理制度的事情。我建议企业制定严谨的锅炉房管理制度，规范操作人员的行为，让他们持证上岗，严格按照锅炉操作规程进行操作，并落实考核制度。目的是进一步加强水处理工作，防止和减少由于结垢或腐蚀而造成的事故，保证锅炉安全经济运行，保护人身安全，促进国民经济协调发展。