鍋爐結(jié)垢不停工不停爐在線除垢技術(shù)與7種化學(xué)清洗水垢工藝優(yōu)劣比較

一、鍋爐結(jié)垢的原因

鍋爐結(jié)垢的原因是鍋爐給水中含有鈣鎂硬度、腐蝕形成氧化鐵、硅等含結(jié)垢成分物質(zhì)，結(jié)垢成分物質(zhì)在爐水中不斷被加熱濃縮、溶解度飽和析出、受熱分解、相互反應(yīng)及轉(zhuǎn)換，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，結(jié)垢成分物質(zhì)在鍋爐受熱面及爐管上就會(huì)牢固地附著一些固體沉積物，這種現(xiàn)象被稱之為鍋爐結(jié)垢，鍋爐受熱面上附著的固體沉積物就稱之為水垢。

二、鍋爐結(jié)垢的5種危害

因鍋爐給水水質(zhì)不同和實(shí)際使用工況不同，常見(jiàn)鍋爐水垢類型有碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、磷酸鹽水垢、氧化鐵水垢、混合水垢六類 。

碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、磷酸鹽水垢、氧化鐵水垢、混合水垢等所有類型水垢的導(dǎo)熱性都很差（見(jiàn)圖3），其導(dǎo)熱系數(shù)要比鍋爐本體鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)小幾十倍至數(shù)百倍，所以鍋爐結(jié)垢后就會(huì)嚴(yán)重阻礙傳熱并引起5種危害：

鍋爐水垢危害1：鍋爐出力不好、效率下降、浪費(fèi)燃料

　　鍋爐結(jié)垢后將嚴(yán)重影響受熱面?zhèn)鳠?，降低熱效率，鍋爐出力不好，增加燃料消耗，（見(jiàn)圖3、圖4）。

鍋爐水垢危害2：引發(fā)運(yùn)行事故，造成設(shè)備損壞，影響安全生產(chǎn)

　　鍋爐受熱面結(jié)垢后，鍋爐受熱面金屬的熱量由于受水垢的阻礙而難于傳熱給鍋水，致使受熱面金屬壁溫急劇升高，當(dāng)溫度超過(guò)了金屬所能允許承受的溫度時(shí)，金屬?gòu)?qiáng)度顯著降低，從而導(dǎo)致金屬過(guò)熱變形，嚴(yán)重時(shí)將造成鼓包、裂縫，引發(fā)鍋爐爆管等事故。

鍋爐水垢危害3：堵塞管道，破壞水循環(huán)

　　爐管內(nèi)結(jié)垢或靠近爐管兩端出口處結(jié)垢，就會(huì)減小爐管流通截面積，增大了水的流動(dòng)阻力，破壞了正常的水循環(huán)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)完全堵塞管道，造成爐管過(guò)熱蠕漲，甚至爆管等安全事故。

鍋爐水垢危害4：引起垢下腐蝕，即介質(zhì)濃縮腐蝕

??? 鍋爐結(jié)垢后還會(huì)引起垢下腐蝕，嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕、穿孔、泄漏等危害。垢下腐蝕以氧化鐵垢最為典型，有些結(jié)構(gòu)緊湊或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鍋爐，一旦受熱面結(jié)垢，就極難清除，嚴(yán)重時(shí)只好停爐，采用挖補(bǔ)、割管換管等修理措施，不但費(fèi)用大，還耽誤生產(chǎn)，而且還會(huì)使鍋爐受熱面受到嚴(yán)重?fù)p傷。這些危害都將大大縮短鍋爐設(shè)備的使用壽命。

鍋爐水垢危害5：水垢清洗費(fèi)用，增加鍋爐運(yùn)行成本，耽擱生產(chǎn)

鍋爐結(jié)垢后，將增加清洗和維修的時(shí)間、費(fèi)用及工作量等，影響生產(chǎn)，減小鍋爐的有效利用率，降低經(jīng)濟(jì)性。

三、7種化學(xué)清洗水垢工藝優(yōu)劣對(duì)比

　　 當(dāng)前在各種鍋爐除垢方法中，酸洗除垢效果較理想， 鍋爐用戶常用7種化學(xué)清洗水垢工藝。

1、鍋爐結(jié)垢清洗方法之一——鹽酸酸洗法的優(yōu)劣勢(shì)

鹽酸是清洗鍋爐常用的酸，鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐有6個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

①鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐溶垢能力強(qiáng)、工效高；

②鹽酸能快速溶解鐵銹、氧化鐵垢；

③鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐酸洗后表面狀態(tài)良好，滲氫量少，金屬的氫脆敏感性??；1公斤5%鹽酸能溶解氧化鐵垢Fe3O4達(dá)到39.6g，是１公斤３%檸檬酸的5倍，是每1公斤3%磷酸的40倍；1升5%鹽酸能溶解碳酸鈣水垢70g，也是其他無(wú)機(jī)酸達(dá)不到的。

④鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐反應(yīng)生成的鹽都易溶于水，不存在生成難溶性鹽而影響清洗效果的問(wèn)題；

⑤鹽酸作為工業(yè)原料來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)；

⑥使用鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐工藝簡(jiǎn)單，鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐產(chǎn)生的廢液只需中和酸度，便于處理不會(huì)造成環(huán)境污染。所以鹽酸常作為鍋爐酸洗的首選藥劑。

用鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐有2個(gè)缺點(diǎn)：

①鹽酸會(huì)使不銹鋼材料的設(shè)備發(fā)生小孔腐蝕，因此不適合用于清洗不銹鋼基質(zhì)的鍋爐；

②鹽酸對(duì)金屬的腐蝕性強(qiáng)，易揮發(fā)產(chǎn)生酸霧，鹽酸清洗結(jié)垢鍋爐時(shí)需要加入含烏洛托品、硫脲、銅鹽成分的專業(yè)鹽酸緩蝕劑來(lái)限制鹽酸對(duì)鋼材等金屬的腐蝕速度，以保證化學(xué)清洗過(guò)程安全進(jìn)行。

2、鍋爐結(jié)垢清洗方法之二—— 硝酸酸洗法的優(yōu)劣勢(shì)

硝酸是一種非常好的酸洗劑，清洗溶垢能力強(qiáng)，氧化性強(qiáng)，硝酸鹽均易溶于水而且硝酸對(duì)于鋼鐵有鈍化作用，尤其難得的是硝酸對(duì)不銹鋼無(wú)腐蝕致脆作用，所以在不宜使用鹽酸的場(chǎng)合或不銹鋼材質(zhì)的蒸汽發(fā)生器等結(jié)垢鍋爐設(shè)備時(shí)常用它作酸溶除垢劑。硝酸酸洗結(jié)垢鍋爐的劣勢(shì)或缺點(diǎn)是需要防止產(chǎn)生氮氧化物。

3、鍋爐結(jié)垢清洗方法之三—— 氫氟酸酸洗法的優(yōu)劣勢(shì)

當(dāng)前，很多用戶使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐，取得了非常好的效果，氫氟酸有很強(qiáng)的溶解氧化鐵的能力，靠氟離子的特殊作用，如氫氟酸與四氧化三鐵接觸時(shí)會(huì)發(fā)生氟2氧交換，接著F-離子與Fe3 +離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，使氧化鐵或氧化皮溶解。氫氟酸清洗鍋爐氧化鐵垢、鐵銹和溶解氧化皮，有清洗時(shí)間短、效率高的特點(diǎn)。此外，氫氟酸還有很強(qiáng)的除硅化物的能力。

使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐有5項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：

①氫氟酸對(duì)硅酸鹽和氧化鐵垢有特效；

②氫氟酸優(yōu)于鹽酸的地方是可用來(lái)清洗奧氏體鋼及不銹鋼等多種鋼材制作的部件；

③氫氟酸使用濃度較低，通常為1% ～2%；

④氫氟酸使用溫度低，廢液處理簡(jiǎn)單容易；

⑤氫氟酸清洗鍋爐氧化鐵垢、鐵銹和溶解氧化皮、硅化物以及氧化硅垢所需清洗時(shí)間短、效率高。

使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐有4項(xiàng)劣勢(shì)：

①是對(duì)含鉻為13%～15%的高合金鋼的腐蝕速度較高，比非合金鋼的腐蝕速度高10倍左右；

②使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐較鹽酸成本高；

③工業(yè)上氫氟酸通常不單獨(dú)使用，而是與氟氫化銨、鹽酸、硝酸等其他物質(zhì)配合使用。氫氟酸、2氫氟化銨清洗劑主要用于清洗硅垢，也可以加入鹽酸或硝酸用于清洗鐵銹和氧化鐵垢；鹽酸、氫氟酸清洗液主要用于碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢和氧化鐵皮的混合物，其中鹽酸溶解碳酸鹽水垢速度很快,氫氟酸可溶解硅垢和氧化鐵；

④為減少對(duì)金屬基體腐蝕，使用氫氟酸清洗結(jié)垢鍋爐也需要加入緩蝕劑。

各位同行，你們單位鍋爐結(jié)垢在使用什么清洗方法，清洗效果如何，關(guān)于鍋爐或大型工業(yè)裝置的清洗方法和經(jīng)驗(yàn)及問(wèn)題，關(guān)于在線無(wú)酸不停工不停爐鍋爐結(jié)垢清洗技術(shù)問(wèn)題北京化工大學(xué) 顏輝 經(jīng)理 l86OO47538⒍隨時(shí)歡迎各位同行、各位同學(xué)交流探討！我們一起解決問(wèn)題，一起學(xué)習(xí)各種鍋爐水處理的新技術(shù)、新方法。鍋爐結(jié)垢不停工不停爐在線除垢技術(shù)與7種化學(xué)清洗水垢工藝優(yōu)劣比較。

4、鍋爐結(jié)垢清洗方法之四——檸檬酸酸洗法的優(yōu)劣勢(shì)

檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐的化學(xué)機(jī)理：用檸檬酸進(jìn)行清洗結(jié)垢鍋爐，主要不是用它的酸性來(lái)溶解鐵的氧化物，而是利用它和鐵離子生成絡(luò)離子的能力。

檸檬酸多用于新超高壓直流鍋爐的結(jié)水系統(tǒng)(爐前系統(tǒng))及過(guò)熱器、再熱器等的氧化鐵皮和腐蝕產(chǎn)物的清洗。由于清洗是以絡(luò)合溶解的方式進(jìn)行，可以避免氧化鐵鱗片脫落而堵塞管道等的情況發(fā)生，一般的檸檬酸清洗工序?yàn)椋核础獕A洗——酸洗——鈍化。

檸檬酸作為清洗劑的優(yōu)勢(shì)是腐蝕性小、無(wú)毒性、容易保存和運(yùn)輸、安全性好、清洗液不易形成沉渣或懸浮物,避免了管道的堵塞；使用檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐，清洗系統(tǒng)簡(jiǎn)單，不需對(duì)閥門采取防護(hù)措施，安全性好。

檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐的4項(xiàng)劣勢(shì)：

①檸檬酸本身與鐵垢的反應(yīng)速率較慢，且生成物檸檬酸鐵的溶解度較小，易生產(chǎn)檸檬酸鐵沉淀；

②在用檸檬酸作清洗劑時(shí)，為了生成易溶的絡(luò)合物，常要在清洗液中加氨水，將溶液pH值調(diào)至3.5～4.0，檸檬酸在不同的pH值條件下,其離解程度也不同；

③檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐，其清除附著物的能力比鹽酸小，只能清除鐵垢和鐵銹，對(duì)銅垢、鈣鎂和硅化物水垢的溶解能力差；

④檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐清洗時(shí)要求溫度較高和一定的流速；

⑤檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐價(jià)格較貴；

⑥檸檬酸清洗結(jié)垢鍋爐必須選擇耐高溫的緩蝕劑。

5、鍋爐結(jié)垢清洗方法之五——羥基乙酸酸洗法的優(yōu)劣勢(shì)

羥基乙酸又稱羥基醋酸、乙醇酸，羥基乙酸是良好的有機(jī)弱酸溶垢劑，組成中含有羥基使它的酸性及清洗力比醋酸強(qiáng)，且無(wú)產(chǎn)生脆性腐蝕的傾向。

晶間腐蝕是金屬局部腐蝕的一種，是沿著金屬粒間的分界面向內(nèi)部擴(kuò)展的一種腐蝕。主要是由于晶粒表面與內(nèi)部間化學(xué)成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應(yīng)力的存在造成的。晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合，大大降低金屬的機(jī)械強(qiáng)度，而且往往金屬表面仍是完好的，但已不能承受敲擊所以是一種危害很大的腐蝕。

用羥基乙酸對(duì)已有嚴(yán)重晶間腐蝕的亞臨界參數(shù)鍋爐更換有腐蝕的水冷壁管后進(jìn)行清洗，可制止晶間腐蝕的發(fā)展。

6、鍋爐結(jié)垢清洗方法六——氨基磺酸酸洗法的優(yōu)劣勢(shì)

氨基磺酸是較穩(wěn)定的固體，所以有貯存運(yùn)輸使用方便的優(yōu)點(diǎn)。氨基磺酸易溶于水，組成中含有氨基對(duì)鋼鐵有一定緩蝕作用，因此對(duì)金屬的腐蝕性比鹽酸小，耐蝕能力弱的材料可用氨基磺酸代替鹽酸清洗。

使用氨基磺酸清洗結(jié)垢鍋爐的劣勢(shì)是：氨基磺酸對(duì)鈣、鎂垢溶解速度快，對(duì)鐵銹、氧化鐵垢溶解慢，清洗時(shí)需要加助劑溶解鐵垢。

7、鍋爐結(jié)垢清洗方法之七——EDTA清洗法的優(yōu)劣勢(shì)

EDTA即二乙胺四醋酸鈉，EDTA清洗實(shí)質(zhì)是其絡(luò)合基元和金屬離子兩相反應(yīng)，在一定條件下生成穩(wěn)定的絡(luò)合物。

EDTA在清洗過(guò)程中同時(shí)存在著電離、水解、絡(luò)合、中和等多種化學(xué)反應(yīng)。在溶液中EDTA與鍋爐內(nèi)部的金屬化合物反應(yīng)生成可溶性穩(wěn)定絡(luò)合物，EDTA清洗液弱酸性開始，依靠爐內(nèi)絡(luò)合體系自身的物理化學(xué)變化，金屬離子被絡(luò)合溶解，隨著爐內(nèi)積垢的清除，pH值逐漸升高至清洗結(jié)束，清洗介質(zhì)達(dá)到鈍化條件，從而實(shí)現(xiàn)洗垢、鈍化一步完成。

使用EDTA清洗結(jié)垢鍋爐有5項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：

①EDTA清洗劑對(duì)氧化鐵和銅垢類沉積物以及鈣、鎂垢有較強(qiáng)的清洗能力；

②清洗后金屬表面能生成良好的防腐保護(hù)膜，無(wú)需另行鈍化處理；

③可從廢液中回收EDTA 再利用；

④對(duì)基體金屬腐蝕性小，無(wú)需專用耐蝕泵。

使用EDTA清洗結(jié)垢鍋爐不足之處是藥品貴，清洗成本較高。?

8、鍋爐結(jié)垢無(wú)酸不停工不停爐在線除垢技術(shù)——BF-30A法的優(yōu)劣勢(shì)

BF-30A清洗法屬于在線無(wú)酸不停工停爐鍋爐結(jié)垢清洗技術(shù)，BF-30A防腐阻垢劑是北京化工大學(xué)研制專屬權(quán)利產(chǎn)品，也是零排污蒸汽發(fā)生技術(shù)核心技術(shù)產(chǎn)品，獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)，通過(guò)了中國(guó)鍋爐水處理協(xié)會(huì)認(rèn)證。近年來(lái)很多工業(yè)鍋爐用戶用BF-30A防腐阻垢劑替代酸洗，成功實(shí)現(xiàn)了結(jié)垢鍋爐在線無(wú)酸不停車停爐清洗，清洗效果、防腐效果用戶滿意度評(píng)價(jià)甚高。

BF-30A清洗結(jié)垢鍋爐的化學(xué)機(jī)理：BF-30A含有螯合劑和分散劑，能把難溶性氧化鐵垢、硅酸垢等鍋爐陳舊水垢緩慢地螯合下來(lái)并分散在爐水中，水垢隨鍋爐正常排污排出；BF-30A具有強(qiáng)悍防腐性能，滲入透過(guò)能力強(qiáng)，能滲入垢下在金屬面附上保護(hù)膜。

使用BF-30A清洗結(jié)垢鍋爐有4種優(yōu)勢(shì)：

①BF-30A不改變鍋爐水的運(yùn)行狀態(tài)，也不改變生產(chǎn)工藝的正常運(yùn)行參數(shù)，故可不停車停爐在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行清洗；

②堿性藥劑對(duì)鍋爐有防腐保護(hù)作用，對(duì)金屬無(wú)腐蝕性，使用安全；

③BF-30A是緩慢螯合除垢，運(yùn)行過(guò)程中，不會(huì)有較大的垢塊直接從鍋爐內(nèi)壁脫落造成排污和水冷壁管道堵塞；

④使用簡(jiǎn)單方便，只需把藥劑加入鍋爐給水箱中，由給水?dāng)y帶進(jìn)入鍋爐即可，無(wú)需額外設(shè)備或裝備，無(wú)需額外清洗和排污的水資源；鍋爐排污水可直接排放無(wú)需額外處理。

BF-30a鍋爐防腐阻垢劑多效能10項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：

①防腐、覆保護(hù)膜 緩蝕率≥99％，阻垢 阻垢率≥99％、阻垢范圍寬，替代磷酸三鈉；

②作為停爐保護(hù)劑 鍋爐及系統(tǒng)設(shè)備停用保護(hù)緩蝕率≥99％，停爐直接密封鍋爐設(shè)備即可，不需頻繁定期檢查，啟爐和停爐均不需排掉爐水，長(zhǎng)期停爐、頻繁啟爐停爐、長(zhǎng)時(shí)間間歇式鍋爐運(yùn)行防腐緩蝕保護(hù)都適用；

③作為鐵垢分散劑 除銹、分散鐵垢；尤其適用于高溫蒸汽冷凝水無(wú)除鐵處理工藝直接回用的鍋爐；

④堿性藥劑，作為PH值調(diào)節(jié)劑提高給水、爐水PH值，中和CO2弱酸性腐蝕，替代碳酸鈉、氫氧化鈉、氨水；

⑤溶垢除垢、螯合清除系統(tǒng)老垢，替代鍋爐酸洗保養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)酸無(wú)損害在線清洗鍋爐即在線運(yùn)行不用停爐（見(jiàn)圖5）；

⑥作為消泡劑? 提高蒸汽干度，保證蒸汽品質(zhì)；

⑦生水+ BF-30A防腐阻垢劑，熱水鍋爐代替軟化水，除氧操作，保護(hù)環(huán)境；

⑧生水+BF-30A防腐阻垢劑+BF-31T凝水保護(hù)劑，代替蒸汽鍋爐系統(tǒng)軟化裝置+除氧設(shè)備+除鐵設(shè)備；

⑨操作方法簡(jiǎn)便：向補(bǔ)水箱中加入藥劑，鍋水pH值10.5～12為合格；

⑩對(duì)水垢的螯合作用、分散作用以及晶格畸變作用都是非化學(xué)計(jì)量的，具有閾值效應(yīng)，加藥劑量少，降低鍋爐排污率。

BF-30A防腐阻垢劑產(chǎn)品被列為：

化工部技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)（編號(hào)：98Ⅱ-3-001-1）

中國(guó)鍋爐水處理協(xié)會(huì)注冊(cè)(編號(hào)：WA0113001)

北京市高新技術(shù)成果項(xiàng)目(編號(hào)：022500084B)

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予專利權(quán)（編號(hào)：第52414號(hào)）

“九五”國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃產(chǎn)品（編號(hào)：99050127A）

國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(項(xiàng)目編號(hào)：F-213-2-07)

國(guó)家科學(xué)技術(shù)成果鑒定（登記號(hào)：H97105）國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品中不二敢標(biāo)示技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)的藥劑：阻垢率 ≥99％? 緩蝕率 ≥99％? 停用保護(hù)緩蝕率 ≥99％

使用BF-30A清洗結(jié)垢鍋爐的不足之處是：BF-30A螯合清除系統(tǒng)老垢較溫和，清洗所需時(shí)間周期較長(zhǎng)。

鍋爐結(jié)垢不停工不停爐在線除垢技術(shù)與7種化學(xué)清洗水垢工藝優(yōu)劣比較（顏輝）