锅炉容易结垢的原因分析

锅炉是受热设备中最容易沾上各种污垢的设备。它的遇水则会结水垢，蒸汽流程中会结盐垢，有腐蚀之处会产生锈垢；它在火焰则和其后的烟气流程中，会黏附焦渣、积累粉煤灰、黏附油渣炱和腐蚀产物。

锅炉参数不同，工作条件不同，污垢成分也会有很大差异。水质处理是防止污垢的基础，除垢清洗则是保持受热面清洁的重要措施。为更有效地防垢和除垢，必须查明污垢成因，以便从源头上解决和更有效地采取清洗措施。

（1）采暖锅炉和工业锅炉的水垢。

小型生活用锅炉、采暖锅炉和工业锅炉是化学清洗的主要对象，每年的清洗量高达数万台次，总产值近亿元，应是关注的焦点。小型生活用锅炉数量巨大，基本都不进行水处理，使用自来水或地表水、井水为原水，只要受热，占水总溶解固形物70%以上的碳酸盐硬度就会成垢析出。即使人们不了解此成垢反应历程，但生活经历都给出了这种认识。在黄河流域和海滦水系经流之处，水的碳酸盐硬度约为2mmol/L。这就是说，每向锅炉送入1T水，就会产生0.2 kg水垢，即使只有50%在受热面上结成水垢，其数量也很可观。

采暖的热水锅炉结垢原因和小型生活锅炉相同，但是它受控于热水锅炉的工质损失程度和工质的温度。如果热水锅炉补水率≧5%，难免因热水锅炉受热面和热网系统中结垢而影响传热；如果水温超过60℃，锅炉受热面和热网系统也会结水垢。它们的成分都是以碳酸钙为主。采暖蒸汽锅炉不进行补充水处理，也不进行锅内水处理者，必然会结垢。补充水质不合格或者锅内处理不当，或者锅炉排污量不足，都会使受热百管子结水垢。上述3种情况所生成的垢，是直接由水中析出碳酸钙，碳酸钙微晶在受热面上依次排序和增大晶粒尺寸，为一次水垢。工质温度越高，结垢程度越严重。它既与难溶化合物溶解度随水温升高而降低的习性有关，更和热流作用有关。受热面热负荷对结垢速率影响至大。

3.8MPa及以上工业锅炉，进行锅内磷酸盐防垢处理，可使进入锅炉的少量钙镁离子以水渣形式成为不黏附的絮团，并随定时进行的底部排污排出锅外。但是，当给水硬度严重超标时，尤其是当底部排污不足时，水渣会随锅水循环，黏附在受热面管子的向火侧形成二次水垢，它们的成分以磷酸盐垢为主，当给水硬度超标严重时，也会有碳酸钙存在。

（2）电站锅炉的水垢和锈垢。

电站锅炉补充水是化学除盐水。化学除盐系统阳床的脱除离子能力和金属离子的原子序数及价态有关，因此，其脱除钙镁离子的能力最强。化学除盐水的硬度应该是零。然而，与给水组成95%的凝结水水质受凝汽器泄漏的影响甚大。凝汽器泄漏是直接向给水输入硬度的主要原因。只要凝汽器泄漏，电站锅炉水冷壁管必然会结垢。电站锅炉水冷壁管结水垢的另一重要原因，是相当多的亚临界参数控制循环锅炉无底部排污装置。即使锅炉投入了磷酸三钠，使水垢成分变成了水渣，最终还是黏附到了水冷壁管上成垢。电站锅炉水冷壁管结垢后，必然诱发垢下的闭塞区腐蚀，产生锈垢，而且锈垢所占比例远大于水垢成分，可达水垢的5~10倍。这就是腐蚀产物垢，亦即锈垢。

电站锅炉过热器管和直流锅炉受热面管子还会结盐垢，而且只要结盐垢，必然会超温产生磁性氧化铁垢，它不同于常见的锈垢之处是其成分几乎全部是磁化氧化铁，是水蒸汽氧化腐蚀的产物。