学文网【摘要】经济的快速发展，带动了工业锅炉的需求和发展。工业锅炉是特种设备，运行中存在许多不安全的因素，而水垢是较为常见的因素之一。水垢形成后不仅浪费燃料，而且容易引发安全隐患，必须及时有效得进行清理。本文主要介绍了锅炉水垢的形成、类型、危害，分析了水垢的清理方法，仅供参考。
【关键词】锅炉水垢；清除方法；碱法除垢；酸法除垢；化学除垢
一、锅炉水垢的概述
1.锅炉水垢的含义及形成
水垢指的是锅炉给水当中，杂质进入锅炉，经过蒸发和浓缩后达到饱和，从而在锅炉表面形成的沉淀物。水垢也就是溶解盐类，因锅炉当中的水温变高，或溶解度的下降导致沉淀或分解而成的难溶解的盐类。锅炉在给水和蒸发当中，水成为蒸汽，水中的盐类则在锅炉里经过浓缩不断加大含量。当含盐量饱和时，盐类析出，形成沉淀的水垢。锅炉的运行状态决定着水垢的形成，水的蒸发强烈，沸腾度高，水的循环就能够降低水垢的形成程度。而反之则更易产生水垢。
2.水垢的类型
因为水垢和锅炉给水的组成、性质，锅炉的运行情况、结构等因素都有关联，从而形成水垢的区别大有不同。按照化学成分来划分，水垢可以分为：碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、磷酸盐水垢、混合水垢。
二、锅炉水垢的危害
1.降低锅炉的传热效率，造成燃料浪费
锅炉水垢的导热系数仅为钢材的几十分之一，受热面形成水垢之后将导致传热效率受到影响。为维持锅炉的正常使用，则不得不加高温度，而使得向外辐射或排烟，导致热损失。锅炉的压力不一样，水垢的厚度和类型也不一样，所以使用的燃料也不同。总而言之，锅炉水垢会导致锅炉的传热效率受损，造成燃料的浪费。
2.影响锅炉的安全运行，缩短锅炉寿命
由于锅炉有了水垢之后导热能力大打折扣，受热面吸收的热能难以及时传送给炉中的水，从而导致锅炉受热面的温度变高，当温度过高，金属就会变形，造成锅炉的安全隐患，容易发生钢板的爆裂或者是鼓包。水垢的形成严重影响着锅炉的安全，并且会缩短锅炉的寿命。
三、水垢的常见清理方法
锅炉水垢的清理方法一般有手工除垢、机械除垢、化学除垢三种，这里主要分析的是化学除垢法，有碱法除垢和酸法除垢两种。
1.碱法除垢
（1）碱煮法
碱煮法主要用于清理钙、镁的硫酸盐的水垢，还有钙、镁的硫酸盐与硅酸盐的混合水垢。机械清理之前，通过碱煮法能够软化水垢，有利于增加机械清除的效果。参照锅炉的容量、结构和水垢的厚度来决定碱煮法的用药量，锅炉中通常是每立方米的水加入5-6千克的磷酸三钠和3-5千克的火碱。放入药品之前，锅炉要先放入水，至最低可见水位，然后将15%左右浓度的药液加入锅炉，并且在碱煮当中要一直保持较高的水位，煮沸半小时左右。碱煮完成，令其自然冷却到70℃左右，再放出锅炉中的水，进行机械法来及时得清理软化了的水垢，避免水垢的再次硬化。
（2）纯碱-栲胶法
纯碱-栲胶法适合清理碳酸盐水垢的锅炉。用药量为每立方米的水加入2-3千克的纯碱和8-10千克的栲胶，然后在略低于锅炉压力的条件下煮3天左右，并依照碱煮法的停炉方式来进行冲刷清洗，可连煮几次增加效果。
纯碱-栲胶法是通过栲胶的主要成分――单宁来发挥作用的。当单宁渗入至水垢和锅炉的金属连接之处时，金属面上的单宁酸铁保护膜就会破坏水垢和金属的接合，从而导致水垢掉落，延缓或阻止新的水垢形成，达到清理水垢的作用。
2.酸法除垢
酸法除垢可以选择使用磷酸、盐酸、铬酸和氢氟酸，不可选用硫酸，硫酸缺少缓蚀剂，如果水垢含有大量钙盐，则会在水垢的表面形成硫酸钙的硬膜，从而导致水垢难以被酸液清理到。而磷酸及铬酸的清理效果不错，但是价格昂贵，一般很少使用，通常使用最多的是盐酸。氢氟酸一般用于加入酸液来清理硅酸盐的水垢。
（1）酸法除垢的基本原理
酸液对于金属来说能起到腐蚀的作用，清理前要加入适量的缓蚀剂来降低腐蚀度。通过运用掺入缓蚀剂的酸液来清理锅炉，可使水垢轻松瓦解并脱落，从而实现清理水垢的效果。
通常选择盐酸来清理水垢，盐酸的作用是能够溶解混有碳酸盐、硫酸盐或硅酸盐的混合水垢当中的碳酸盐的成分，将水垢软化疏松从而脱落。
酸液加入缓蚀剂来清理水垢的原理是缓蚀剂跟金属表面或酸液中的离子成分产生反应之后，形成生成物附于金属面，钝化金属，抑制其腐蚀。
（2）酸法除垢前的准备
首先要确保清洗的锅炉未与其他将锅共同使用，将锅炉彻底停止运作，冷却，除去锅筒中的渣质，冲洗干净。然后检查锅炉内外，注意焊接处的密实度，对有裂缝或渗漏的地方要及时修补，并查看判断锅炉中水垢的厚度和分布。接着将少量水垢取出进行试验，放在5%的盐酸溶液中，辨别水垢是否能够被完全溶解。最后是准备好用来酸洗、中和、钝化保护的各种材料和药剂、耐腐容器以及各种必需工具，工作人员的劳动防护用品等。
（3）酸法除垢时盐酸的用量
酸法除垢时盐酸的用量应当按照水垢的重量，按照比例进行判断和计算。实际的情况是锅炉中的水垢往往厚度不均，成分不同，比重各异，故而按照重量来计算盐酸用量很难实现。所以，可以按照水垢的平均厚度和锅炉中的水容量大小来大概估算出酸耗量，再计算所需多少盐酸。一般盐酸溶液的浓度无需太高，可以边清理边补充酸液，通常浓度在8%以下为宜。
（4）酸法除垢的温度和时间
随着温度的升高，酸法除垢的效果更佳，但与此同时金属的腐蚀性也加大，故而要合理确定清理温度。通常情况下室温为宜。
一般酸法除垢的时间为4-6小时左右，按照化学分析的方法来判断清理的时间。
（5）酸法除垢的方法
酸法除垢有两种方法：一是浸泡法，将酸液加入进行浸泡，依靠酸液和水垢的化学反应所释放出的气体以及酸度变化来将酸液扩散。该法操作简便，对锅炉的金属表面腐蚀较小，但是效果不够理想。二是强制循环法，依靠泵来压迫酸液在锅炉中搅动来获得较为理想的清理效果，但同时也加大了对锅炉金属面的腐蚀。
两种方法各有利弊，可以混合使用。酸法除垢进行中每隔30分钟要测量酸液的温度和浓度。若酸液浓度在0.2%以下，酸液中没有气泡上升，则水垢基本清理完毕，再浸泡半小时到一小时即可。若酸液浓度在1%以下，水垢一般未清理干净，可以排出少量废液，补入新酸液，继续清理。
（6）中和、钝化保护
酸法除垢的效果理想状态下，锅炉金属表面的水垢被清理，连同氧化膜也被清除，金属表面所残留的酸液会对其腐蚀，这时需要通过中和、钝化来进行保护。在酸法除垢后，通过碱来进行中和，并加入磷酸三钠来形成对金属的保护膜。若锅炉比较大，碱中和之后，用亚硝酸钠溶液来进行钝化，通过强制循环法效果较好。在亚硝酸钠的氧化剂的作用下，锅炉金属面将形成氧化膜，从而保护了金属表面。
（7）酸法除垢后的处理
在经过中和和钝化处理之后，将废液排出，清水清洗干净，然后打开人孔和手孔盖，将脱落的水垢清除，反复冲洗至水澄清。并要注意做好档案记录，将酸法除垢的详细情况记录在案，以便日后查阅。
酸法除垢后的锅炉一般是立即投入使用，不留作备用。如果不需要立即使用，则需要停炉进行保养。
结束语：
工业锅炉在经过一段时间的运作之后难免产生水垢，水垢对锅炉的危害很大，不仅会浪费能源，还会造成锅炉的使用寿命剪短，引发事故，因此必须定期进行锅炉水垢的清理工作。而了解水垢的形成，危害和清理方法是基础，能够更有利于水垢的清理工作的开展。我们要科学应对锅炉的水垢处理，为锅炉的正常安全运作和能源的充分利用而努力。
参考文献：
[1]刘焱.锅炉形成水垢原因及其处理措施[J].中国新技术新产品.2010（11）.
[2] 孙翰霖.锅炉中水垢对其安全运行的影响分析[J].电源技术应用，2013（11）.