8种锅炉结垢常用化学清洗剂优缺点及除垢工艺注意事项

发布时间：2023-06-08 03:15:57

目前，在我国，大部分用户对待锅炉结垢清洗问题还是采用的传统的方法，就是锅炉能用就不用清洗水垢，能2年清洗一次水垢就不用每年清洗一次，经常是锅炉水垢结到一定程度以后发生爆管事故，影响锅炉运行和安全生产才被迫进行锅炉除垢清洗和维护工作。殊不知在结垢锅炉长时间生产运行过程中，有大量的燃料能源被浪费，增加了锅炉运行成本，锅炉设备也受到不同程度的损坏，缩短了锅炉设备使用寿命，所以及时对结垢锅炉进行除垢清洗维护工作很重要。

一、锅炉结垢原因

当前，在我国大部分锅炉给水处理工艺分为钠离子交换树脂罐生产的软化水或除盐水两种，钠离子交换树脂罐生产的软化水除去了钙镁硬度成分，除盐水不仅除去了钙镁硬度成分，还除去了阴阳离子，除盐水比软化水更纯净，更接近纯水。既然软化水和除盐水没有硬度成分，锅炉应该就不会结垢，然而，由于锅炉给水生产原水水质变化或者给水生产设备故障运行及锅炉设备使用管理水平有波动，导致锅炉给水水质不达标，锅炉长期使用不达标水质出现结垢情况是在所难免。

二、锅炉结垢的五项危害

⒈锅炉结垢的五项危害之一——锅炉结垢导致浪费能源燃料，锅炉排烟温度升高，热效率下降。

当锅炉受热面结垢时，由于垢层导热系数非常小，传热壁面加厚，使得热传导阻力大大增加，传热量明显降低。即使垢层仅有1mm厚即会明显地降低产汽量，增高排烟温度，造成能源燃料浪费。

在有沉积水垢的情况下，为了保持原有的蒸发量和蒸汽或热水参数，就得付出多烧燃料以提高火焰和烟气温度的代价，这部分多投入的燃料就是因结垢而造成的燃料损失。据实验粗略估算，受热面结1mm水垢，锅炉热效率下降5%，锅炉浪费燃料8%。

▲上图为各种质地的水垢与钢的平均导热系数对比

⒉锅炉结垢的五项危害之二——锅炉结垢使受热面金属壁过热，严重时会引起承压部件出现蠕伸、鼓包、变形、超温爆管。

由于水垢层导热系数小，有显著的隔热作用，结垢后大幅度提高锅炉受热面金属壁的温度。据实践观察，蒸发受热面、沉积水垢的炉胆常会出现过热塌陷；沉积水垢的受热锅壳或锅筒常会出现过热鼓包；沉积水垢的受热面的炉管或管子则常会出现过热爆管。

⒊锅炉结垢的五项危害之三——锅炉结垢影响介质流动

锅炉炉管结垢使炉管有效流通截面积减小，炉水或蒸汽工质流动阻力增大，有碍汽或水循环的正常进行，加上某些脱落的水垢沉积下来，还会造成局部堵塞或流通不畅。当结垢堵塞严重到无法清除、或者出现清除成本和其他损失大于锅炉本体设备价值的情况下，届时只好将锅炉设备报废。

▲上图为锅炉换热器结垢阻塞了壳程

⒋锅炉结垢的五项危害之四——锅炉结垢影响系统散热

在许多的生产供热系统和生活供暖系统、给水温度、回水温度及散热面积均符合国家规定标准，诸多的原因是系统管路结垢影响了流量，或者是散热器结垢、换热器结垢等阻碍了散热。

⒌锅炉结垢的五项危害之五——锅炉结垢增加运行成本和经济损失

锅炉沉积水垢即使有法清除，但需要大量的人力、物力、财力，有时还会停炉停车处理影响生产，锅炉结垢不仅会增加运行成本和经济浪费损失，还会影响锅炉使用寿命，甚至引发锅炉爆管、锅炉爆炸等影响安全生产事件。

三、8种锅炉结垢常用化学清洗剂优缺点及除垢工艺注意事项

锅炉结垢后应该化学清洗，常见的碱煮法和酸洗法以及不停车停炉在线无酸清洗锅炉水垢的方法都属化学清洗方法，从使用清洗锅炉结垢的药剂分类，锅炉用户常用8种方法清洗结垢锅炉。

⒈锅炉结垢清洗方法之一——盐酸酸洗法的优劣势

盐酸是清洗锅炉常用的酸，盐酸清洗结垢锅炉有6个的优点：

①盐酸清洗结垢锅炉溶垢能力强、工效高；

②盐酸能快速溶解铁锈、氧化铁垢；

③盐酸清洗结垢锅炉酸洗后表面状态良好，渗氢量少，金属的氢脆敏感性小；1公斤5%盐酸能溶解氧化铁垢Fe3O4达到39.6g，是１公斤３%柠檬酸的5倍，是每1公斤3%磷酸的40倍；1升5%盐酸能溶解碳酸钙水垢70g，也是其他无机酸达不到的。

④盐酸清洗结垢锅炉反应生成的盐都易溶于水，不存在生成难溶性盐而影响清洗效果的问题；

⑤盐酸作为工业原料来源广泛、价格便宜，具有经济实用的特点；

⑥使用盐酸清洗结垢锅炉工艺简单，盐酸清洗结垢锅炉产生的废液只需中和酸度，便于处理不会造成环境污染。所以盐酸常作为锅炉酸洗的首选药剂。

用盐酸清洗结垢锅炉有2个缺点：

①盐酸会使不锈钢材料的设备发生小孔腐蚀，因此不适合用于清洗不锈钢基质的锅炉；

②盐酸对金属的腐蚀性强，易挥发产生酸雾，盐酸清洗结垢锅炉时需要加入含乌洛托品、硫脲、铜盐成分的专业盐酸缓蚀剂来限制盐酸对钢材等金属的腐蚀速度，以保证化学清洗过程安全进行。

⒉锅炉结垢清洗方法之二—— 硝酸酸洗法的优劣势

硝酸是一种非常好的酸洗剂，清洗溶垢能力强，氧化性强，硝酸盐均易溶于水而且硝酸对于钢铁有钝化作用，尤其难得的是硝酸对不锈钢无腐蚀致脆作用，所以在不宜使用盐酸的场合或不锈钢材质的蒸汽发生器等结垢锅炉设备时常用它做酸溶除垢剂。硝酸酸洗结垢锅炉的劣势或缺点是需要防止产生氮氧化物。

⒊锅炉结垢清洗方法之三—— 氢氟酸酸洗法的优劣势

当前，很多用户使用氢氟酸清洗结垢锅炉，取得了非常好的效果，氢氟酸有很强的溶解氧化铁的能力，靠氟离子的特殊作用，如氢氟酸与四氧化三铁接触时会发生氟2氧交换，接着F- 离子与Fe3 +离子发生络合反应，使氧化铁或氧化皮溶解。氢氟酸清洗锅炉氧化铁垢、铁锈和溶解氧化皮，有清洗时间短、效率高的特点。此外，氢氟酸还有很强的除硅化物的能力。

使用氢氟酸清洗结垢锅炉有5项优势：

①氢氟酸对硅酸盐和氧化铁垢有特效；

②氢氟酸优于盐酸的地方是可用来清洗奥氏体钢及不锈钢等多种钢材制作的部件；

③氢氟酸使用浓度较低，通常为1% ～2%；

④氢氟酸使用温度低，废液处理简单容易；

⑤氢氟酸清洗锅炉氧化铁垢、铁锈和溶解氧化皮、硅化物以及氧化硅垢所需清洗时间短、效率高。

使用氢氟酸清洗结垢锅炉有4项劣势：

①是对含铬为13%～15%的高合金钢的腐蚀速度较高，比非合金钢的腐蚀速度高10倍左右；

②使用氢氟酸清洗结垢锅炉较盐酸成本高；

③工业上氢氟酸通常不单独使用，而是与氟氢化铵、盐酸、硝酸等其他物质配合使用。氢氟酸、2氢氟化铵清洗剂主要用于清洗硅垢，也可以加入盐酸或硝酸用于清洗铁锈和氧化铁垢；盐酸、氢氟酸清洗液主要用于碳酸盐水垢、硅酸盐水垢和氧化铁皮的混合物，其中盐酸溶解碳酸盐水垢速度很快,氢氟酸可溶解硅垢和氧化铁；

④为减少对金属基体腐蚀，使用氢氟酸清洗结垢锅炉也需要加入缓蚀剂。

⒋锅炉结垢清洗方法之四——柠檬酸酸洗法的优劣势

柠檬酸清洗结垢锅炉的化学机理：用柠檬酸进行清洗结垢锅炉，主要不是用它的酸性来溶解铁的氧化物，而是利用它和铁离子生成络离子的能力。

柠檬酸多用于新超高压直流锅炉的结水系统(炉前系统)及过热器、再热器等的氧化铁皮和腐蚀产物的清洗。由于清洗是以络合溶解的方式进行，可以避免氧化铁鳞片脱落而堵塞管道等的情况发生，一般的柠檬酸清洗工序为：水洗——碱洗——酸洗——钝化。

柠檬酸作为清洗剂的优势是腐蚀性小、无毒性、容易保存和运输、安全性好、清洗液不易形成沉渣或悬浮物,避免了管道的堵塞；使用柠檬酸清洗结垢锅炉，清洗系统简单，不需对阀门采取防护措施，安全性好。

柠檬酸清洗结垢锅炉的4项劣势：

①柠檬酸本身与铁垢的反应速率较慢，且生成物柠檬酸铁的溶解度较小，易生产柠檬酸铁沉淀；

②在用柠檬酸作清洗剂时，为了生成易溶的络合物，常要在清洗液中加氨水，将溶液pH值调至3.5～4.0，柠檬酸在不同的pH值条件下,其离解程度也不同；

③柠檬酸清洗结垢锅炉，其清除附着物的能力比盐酸小，只能清除铁垢和铁锈，对铜垢、钙镁和硅化物水垢的溶解能力差；

④柠檬酸清洗结垢锅炉清洗时要求温度较高和一定的流速；

⑤柠檬酸清洗结垢锅炉价格较贵；

⑥柠檬酸清洗结垢锅炉必须选择耐高温的缓蚀剂。

▲14种锅炉结垢常用化学清洗剂优缺点及除垢工艺注意事项图1

⒌锅炉结垢清洗方法之五——羟基乙酸酸洗法的优劣势

羟基乙酸又称羟基醋酸、乙醇酸，羟基乙酸是良好的有机弱酸溶垢剂，组成中含有羟基使它的酸性及清洗力比醋酸强，且无产生脆性腐蚀的倾向。

晶间腐蚀是金属局部腐蚀的一种，是沿着金属粒间的分界面向内部扩展的一种腐蚀。主要是由于晶粒表面与内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在造成的。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度，而且往往金属表面仍是完好的，但已不能承受敲击所以是一种危害很大的腐蚀。

用羟基乙酸对已有严重晶间腐蚀的亚临界参数锅炉更换有腐蚀的水冷壁管后进行清洗，可制止晶间腐蚀的发展。

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⒍锅炉结垢清洗方法六——氨基磺酸酸洗法的优劣势

氨基磺酸是较稳定的固体，所以有贮存运输使用方便的优点。氨基磺酸易溶于水，组成中含有氨基对钢铁有一定缓蚀作用，因此对金属的腐蚀性比盐酸小，耐蚀能力弱的材料可用氨基磺酸代替盐酸清洗。

使用氨基磺酸清洗结垢锅炉的劣势是：氨基磺酸对钙、镁垢溶解速度快，对铁锈、氧化铁垢溶解慢，清洗时需要加助剂溶解铁垢。

⒎锅炉结垢清洗方法之七—— BF-30A法的优劣势

BF-30A清洗法属于在线无酸不停车停炉锅炉结垢清洗技术，BF-30A防腐阻垢剂是北京化工大学研制专属权利产品，也是零排污蒸汽发生技术核心技术产品，获国家发明二等奖，通过了中国锅炉水处理协会认证。近年来很多工业锅炉用户用BF-30A防腐阻垢剂替代磷酸三钠等阻垢剂，成功实现了结垢锅炉在线无酸不停车停炉清洗，清洗效果、防腐效果用户满意度评价甚高。

BF-30A清洗结垢锅炉的化学机理：BF-30A含有螯合剂和分散剂，能把难溶性氧化铁垢、硅酸垢等锅炉陈旧水垢缓慢地螯合下来并分散在炉水中，水垢随锅炉正常排污排出；BF-30A具有强悍防腐性能，渗入透过能力强，能渗入垢下在金属面附上保护膜。

使用BF-30A清洗结垢锅炉有4种优势：

①BF-30A不改变锅炉水的运行状态，也不改变生产工艺的正常运行参数，故可不停车在生产过程中进行清洗；

②碱性药剂对锅炉有防腐保护作用，对金属无腐蚀性，使用安全；

③BF-30A是缓慢螯合除垢，运行过程中，不会有较大的垢块直接从锅炉内壁脱落造成排污和水冷壁管堵塞；

④使用简单方便，只需把药剂加入锅炉给水箱中，由给水携带进入锅炉即可，无需额外设备或装备，无需额外清洗和排污的水资源；锅炉排污水可直接排放无需额外处理。

BF-30a锅炉防腐阻垢剂多效能10项优势：

1、防腐、覆保护膜缓蚀率≥99％，阻垢阻垢率≥99％、阻垢范围宽，替代磷酸三钠；

2、作为停炉保护剂锅炉及系统设备停用保护缓蚀率≥99％，停炉直接密封锅炉设备即可，不需频繁定期检查，启炉和停炉均不需排掉炉水，长期停炉、频繁启炉停炉、长时间间歇式锅炉运行防腐缓蚀保护都适用；

3、作为铁垢分散剂除锈、分散铁垢；尤其适用于高温蒸汽冷凝水无除铁处理工艺直接回用的锅炉；

4、碱性药剂，作为PH值调节剂提高给水、炉水PH值，中和CO2弱酸性腐蚀，替代碳酸钠、氢氧化钠、氨水；

5、溶垢除垢、螯合清除系统老垢，替代锅炉酸洗保养，实现无损害在线清洗锅炉即在线运行不用停炉；

6、作为消泡剂提高蒸汽干度，保证蒸汽品质；

7、生水+ BF-30A防腐阻垢剂，热水锅炉代替软化水，除氧操作，保护环境；

8、生水+BF-30A防腐阻垢剂+BF-31T凝水保护剂，代替蒸汽锅炉系统软化装置+除氧设备+除铁设备；

9、操作方法简便：向补水箱中加入药剂，锅水pH值10.5～12为合格；

10、对水垢的螯合作用、分散作用以及晶格畸变作用都是非化学计量的，具有阈值效应，加药剂量少，降低锅炉排污率。

使用BF-30A清洗结垢锅炉的不足之处是：BF-30A螯合清除系统老垢较温和，清洗所需时间周期较长。

⒏锅炉结垢清洗方法之八——EDTA清洗法的优劣势

EDTA即二乙胺四醋酸钠，EDTA清洗实质是其络合基元和金属离子两相反应，在一定条件下生成稳定的络合物。

EDTA在清洗过程中同时存在着电离、水解、络合、中和等多种化学反应。在溶液中EDTA与锅炉内部的金属化合物反应生成可溶性稳定络合物，EDTA清洗液弱酸性开始，依靠炉内络合体系自身的物理化学变化，金属离子被络合溶解，随着炉内积垢的清除，pH值逐渐升高至清洗结束，清洗介质达到钝化条件，从而实现洗垢、钝化一步完成。

使用EDTA清洗结垢锅炉有5项优势：

①EDTA清洗剂对氧化铁和铜垢类沉积物以及钙、镁垢有较强的清洗能力；

②清洗后金属表面能生成良好的防腐保护膜，无需另行钝化处理；

③可从废液中回收EDTA 再利用；

④对基体金属腐蚀性小，无需专用耐蚀泵。

使用EDTA清洗结垢锅炉不足之处是药品贵，清洗成本较高。