锅炉清洗不停炉运行除垢新技术 一招提升锅炉能效与产汽量

锅炉清洗不停炉运行除垢新技术    一招提升锅炉能效与产汽量

摘要：本文通过近期具体真实案例实证了，在锅炉结垢爆管产汽量及能效下降的情况下，不需停车停炉进行化学酸洗，采用锅炉给水投加BF除垢缓蚀剂替代磷酸三钠，就可以在锅炉不停炉在线运行的情况下，不仅能彻底解决锅炉结垢能效下降问题，还能大幅减少锅炉排污量，同时还能协调解决锅炉系统设备和管道腐蚀问题。实现了锅炉运行节能减排、保护环境、降本增效，社会效益与经济效益双丰收。

关键词：锅炉结垢；锅炉在线除垢；锅炉产汽量下降；锅炉能效低；锅炉运行除垢；锅炉能耗上升；锅炉在线清洗，锅炉热效率低；锅炉不停炉清洗；锅炉出力下降；锅炉不停炉除垢

一、前言

锅炉结垢的原因。当前，我国工业锅炉用户的给水处理通常采用工业盐钠离子交换树脂工艺生产的软化水，或者使用反渗透膜过滤生产的脱盐水。尽管软化水钠离子交换除掉了大部分钙镁硬度，脱盐水过滤掉了绝大部分阴阳离子，由于锅水浓缩，锅炉在长时间使用过程中，结垢是不可避免的，只是时间长短，垢层厚薄，结垢成分不同的差异而已。

1、锅炉结垢的4种危害

锅炉结垢后，由于各种水垢导热都很低（见下图3），比如常见的钙镁水垢，碳酸钙水垢导热系数0.5千卡/（小时·㎡·℃），而钢材的导热系数为40-60千卡/（小时·㎡·℃），碳酸钙水垢导热系数是钢材1/100。

▲图1从炉管结垢爆管水垢颜色外观，你能判断这些大概是什么成分的水垢？

①锅炉结垢严重影响受热面传热，热效率降低，产汽量下降，锅炉能效及出力不好，增加燃料消耗（见下图2）。

▲图2  锅炉结垢后水垢厚度与能源消耗关系锅炉能效高低

②锅炉受热面结垢后，锅炉受热面金属的热量由于受水垢的阻碍而难于传热给锅水带走形成干烧，金属强度降低导致金属过热变形，严重时将造成鼓包、裂缝，甚至发生锅炉爆管等事故（见上图1），造成设备损坏，影响安全生产。

▲图3  锅炉结垢各种成分水垢导热率都很低直接拉低锅炉能效增加运行成本

③锅炉结垢后还会引起垢下腐蚀，即介质浓缩腐蚀，情况严重的垢下腐蚀随着时间延长，垢下腐蚀坑加深会发生穿孔、泄漏等危害。垢下腐蚀以氧化铁垢最为典型，有些结构紧凑或结构复杂的锅炉，一旦受热面结垢，就极难清除，严重时只好停炉，采用挖补、割管换管等修理措施，不但费用大，耽误生产，而且还会使锅炉受热面受到严重损伤。这些危害都将大大缩短锅炉设备的使用寿命。

④锅炉结垢后，减小炉管流通截面积，增大了水的流动阻力，破坏了正常的水循环，严重时还会完全堵塞管道，将增加清洗和维修的时间、费用及工作量等，影响生产。

2、锅炉结垢清洗通常有3种除垢解决方法

锅炉结垢清洗的通常有3种除垢解决方法，分为停炉清洗除垢和不停炉在线清洗除垢，停炉清洗除垢又分人工机械清洗除垢，和化学酸洗除垢。

①停炉人工机械清洗除垢。如超声波清洗除垢，高压脉冲清洗除垢，高压水枪清洗除垢等。停炉人工机械清洗除垢需要停炉，适用工况面低，不能保障清洗效果。

②停炉停炉化学酸洗除垢。锅炉水垢成分有钙镁垢，磷酸盐垢、硅酸盐垢、硫酸盐垢、氧化铁垢及混合垢等，根据水垢不同成分选择不同酸溶液和缓蚀剂来清洗除垢和钝化处理。停炉停炉化学酸洗除垢对锅炉设备有腐蚀损害风险（见下图4），需要有资质和实践经验的专业技术人来操作。

③锅炉结垢不停炉在线除垢新技术。锅炉结垢不停炉在线除垢新技术是在锅炉不停炉的情况下，在锅炉给水中加入BF防腐除垢剂，利用药剂的螯合效能将锅内存量水垢螯合下来分散在炉水中，随锅炉排污排出。

▲图4 锅炉结垢不停炉在线除垢新技术与传统停炉停炉化学酸洗除垢优势对比

二、概况

内蒙古某集团是中国煤炭企业100强、全国民营企业500强、中国化工企业60强和自治区工业企业20强企业。是一个集采矿、选矿、炼焦、煤化工、钢铁、建材、物流和旅游为一体的跨国、跨地区、跨行业的综合大型资源开发企业。

▲图5 锅炉清洗不停炉运行除垢新技术    一招提升锅炉能效与产汽量

集团焦化事业部年产200万吨焦化项目总投资10.8亿元，采用国内先进技术的4.3米侧装式捣固焦炉生产优质冶金焦，同时配套建设了煤焦油、粗苯、硫氨、硫磺化产回收装置。

▲图6 锅炉清洗不停炉运行除垢新技术    一招提升锅炉能效与产汽量

集团焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉项目，锅炉补水为脱盐水，平均每天产汽量1500吨左右，使用磷酸三钠阻垢，除盐水质SiO2波动较大，2024年12月9日锅炉省煤器出现连续爆管（见下图7），切管后发现炉管腐蚀较严重，内壁附着大量黄色硅垢（见下图8图9），锅炉热效率及产汽量下降，炉管干烧过热强度下降，锅炉排污量大能效下降。

▲图7 焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉省煤器连续爆管

▲图8 焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉省煤器连续爆管处结垢

各位同行，各位同学，你们单位使用锅炉能效怎么样，锅炉出力及产汽量有下降趋势吗？锅炉运行多长时间清洗一次，锅炉结垢是停炉清洗还是运行中清洗，清洗效果如何？锅炉排污率及锅炉能耗大不大？关于锅炉腐蚀结垢爆管、蒸汽冷凝水铁超标、锅水发红、蒸汽凝结水颜色发黄、锅炉结垢不停炉不停工在线除垢技术、凝汽器结垢不停机不停工不停车在线清洗除垢技术等问题，北京化工大学 颜辉I86OO475З86随时欢迎各位同仁分享锅炉设备管理使用经验，随时欢迎各位同仁讨论问题交流经验心得，就解决锅炉各种实际问题相互学习。锅炉清洗不停炉运行除垢新技术    一招提升锅炉能效与产汽量

▲图9  焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉省煤器连续爆管处结垢

三、焦化事业部140t/h干熄焦余热锅炉除垢防腐措施

集团焦化事业部经过多家公司解决方案与现场工况比对，决定选择使用北京化工大学专利技术产品多效能BF防腐除垢剂，替代磷酸三钠对140t/h干熄焦余热锅炉实行不停炉在线除垢，覆膜防腐以达到如下目的：

1、锅炉不停炉在线除垢，防止垢下腐蚀发生，保护设备降低排污。

2、提升干熄焦余热锅炉能效，增加锅炉出力，提高产气量，降低排烟温度。

四、焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉不停炉药剂清洗除垢效果

2025年2月9日10点，焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉开始给水投加多效能BF防腐除垢剂替代磷酸三钠进行在线除垢。

2025年3月1日-10日，焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉除垢后期，产汽量15159吨/10天，干熄炉罐数 863/10天，平均产汽量17.56吨蒸汽/罐（见下图10）。

▲图10  2025年3月1-10日除垢后期干熄焦余热锅炉日产汽量及干熄炉罐数

2025年1月1日-10日，焦化事业部140t/h干熄焦余热锅炉未除垢期间，产汽量14687吨/10天，干熄炉罐数962/10天，平均产汽量15.26吨蒸汽/罐（见下图11）。

▲图11  2025年1月1日-10日 140t/h干熄焦余热锅炉日产汽量及干熄炉数

焦化事业部140t/h干熄焦余热锅炉除垢后期与没有除垢前期相比，每罐干熄炉平均17.56吨蒸汽-15.26吨蒸汽=平均每罐干熄炉产汽量提升2.3吨（见下图12）。

▲图12 140t/h干熄焦余热锅炉不停炉除垢前后期平均每干熄炉产汽量统计表

五、焦化事业部140t/h干熄焦余热锅炉不停炉在线除垢防腐药剂防腐效果

多效能BF防腐除垢剂药剂不仅在线螯合除垢、阻垢效能明显，而且还能在锅炉系统受热面上覆膜防腐，解决系统氧腐蚀和垢下腐蚀问题。

为了进一步了解BF防腐除垢剂提升140余热锅炉防腐效果，2025年2月12日，将焦化事业部140t/h干熄焦余热锅炉前期省煤器爆管后切割下来的3根报废管（见下图13-16），串联焊接在140余热锅炉连排管口。

▲图13 焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉省煤器爆管后的废炉管

▲图14 焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉省煤器爆管后的废炉管

▲图15 焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉省煤器爆管后的废炉管

▲图16 焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉省煤器爆管后的废炉管

2025年3月25日，将串联焊接在焦化事业部140t/h干熄焦余热锅炉连排管口的3根省煤器报废管切割下来（见下图17-21）。

▲图17 切割焊接在干熄焦余热锅炉连排扩容器出口处的省煤器废炉管查看

▲图18焊接在余热锅炉连排扩容器出口处的3节省煤器废炉管切割查看

▲图19焊接在余热锅炉连排扩容器出口处的3节省煤器废炉管切割查看

▲图20 切割焊接在余热锅炉连排扩容器出口处的3节省煤器废炉管查看

▲图21 切割焊接在余热锅炉连排扩容器出口处的3节省煤器废炉管查看

经过41天，串联焊接在焦化事业部140t/h干熄焦余热锅炉连排口上3根省煤器报废管内壁上的氧化铁垢、硅酸盐混合垢被螯合下来了，垢下腐蚀也被控制住了，管壁光滑，由此可以判断BF防腐除垢剂药剂防腐缓蚀效能显著。

六、焦化事业部140t/h干熄焦余热锅炉结垢不停炉在线除垢清洗成本效益估算

1、焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉不停炉在线除垢清洗成本

焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉结垢不停炉在线除垢用时45天，除垢药剂投入成本2万多元，这里不包含替代磷酸三钠阻垢的费用。

2、焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉不停炉在线除垢清洗效益

焦化事业部5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉结垢不停炉在线除垢后，平均每罐干熄焦产汽量提升2.3吨，1年360天，平均每天干熄焦1000罐，平均蒸汽200元/吨，年提升产汽量效益：2.3X1000X360X200=1656万元。

后期低剂量加药BF防腐除垢剂替代常规阻垢的磷酸三钠实现持续在线除垢，不仅能持续提升产汽量，还能全年维持锅炉高能效出力状态，并且多效能BF防腐除垢剂还能提供从给水管道到锅炉系统水侧的金属面覆膜保护，从此不再出现腐蚀结垢、穿孔泄漏等类似省煤器结垢爆腐蚀管停炉停车更换维修情况。

七、结论

内蒙某集团焦化事业部使用BF防腐除垢剂替代常规阻垢的磷酸三钠实现5.5米焦炉140t/h干熄焦余热锅炉结垢不停炉持续在线除垢，锅炉无需停车停炉化学酸洗，无化学酸洗腐蚀设备腐蚀风险，不仅能持续提升产汽量，维持锅炉全年高热效率出力状态，多效能BF防腐除垢剂还能提供从给水管道到锅炉系统水侧的金属面覆膜保护，从此不再出现腐蚀结垢、穿孔泄漏等类似省煤器结垢爆腐蚀管停炉停车更换维修情况，在协调解决锅炉系统设备和管道腐蚀问题的同时，还能大幅降低锅炉排污量，减少热能和水资源损失，实现了锅炉运行节能减排、降本增效、保护环境、社会效益与经济效益双丰收。

锅炉清洗不停炉运行除垢新技术    一招提升锅炉能效与产汽量（颜辉）