煙氣余熱鍋爐結垢堵塞難題的破解之道

在工業節能減排的大趨勢下，煙氣余熱鍋爐作為回收工業廢氣余熱、提升能源利用率的關鍵設備，發揮著不可或缺的作用。然而，結垢堵塞問題卻如同頑疾，嚴重影響著煙氣余熱鍋爐的熱交換效率與穩定運行。結垢堵塞不僅導致能耗增加、設備壽命縮短，甚至可能引發安全事故。深入探究其形成機理，并制定科學有效的破解策略，成為保障煙氣余熱鍋爐高效運行的關鍵。

一、結垢堵塞：威脅煙氣余熱鍋爐運行的原因

（一）結垢堵塞的危害

煙氣余熱鍋爐一旦發生結垢堵塞，熱交換效率會急劇下降。垢層和堵塞物如同隔熱層，阻礙煙氣與受熱面之間的熱量傳遞，使得鍋爐回收余熱的能力大幅降低。原本高效運行的系統，因結垢堵塞可能導致熱效率下降 10% - 30%，造成能源的嚴重浪費。同時，結垢堵塞會增加系統的阻力，迫使引風機等設備加大功率運行，不僅增加了電耗，還加速了設備的磨損。更嚴重的是，局部結垢可能導致受熱面溫度不均，引發熱應力集中，長期積累可能造成管道破裂、泄漏等安全隱患，威脅生產安全。

（二）結垢堵塞的成因

煙氣成分復雜是導致結垢堵塞的首要原因。工業生產排放的煙氣中往往含有大量的粉塵、硫化物、氮氧化物、重金屬等物質。粉塵在高溫下容易粘結在受熱面上，形成積灰層；硫化物與水蒸氣反應生成硫酸蒸汽，在低溫區域凝結成硫酸液滴，與粉塵結合形成粘性較強的酸泥，進一步加劇堵塞；一些重金屬化合物在特定條件下會發生化學反應，生成難溶性的鹽類沉積在受熱面上。

水質問題也是不可忽視的因素。如果用于冷卻或產生蒸汽的水質不佳，水中的鈣、鎂等離子會在受熱面上形成水垢。此外，鍋爐運行工況不穩定，如煙氣溫度波動過大、流速不均勻等，也會促使結垢堵塞的發生。溫度過高可能加速化學反應，促進鹽類的結晶析出；而流速過低則會使煙氣中的顆粒物更容易沉積在受熱面上。

二、預防為主：構建結垢堵塞的防線

（一）優化煙氣預處理

在煙氣進入余熱鍋爐前，加強預處理是關鍵。安裝高效的除塵設備，如布袋除塵器、靜電除塵器等，可有效去除煙氣中的粉塵顆粒，減少粉塵在受熱面上的沉積。對于含有硫化物的煙氣，采用脫硫技術，如石灰石 - 石膏法、氨法脫硫等，降低煙氣中的二氧化硫含量，從源頭上減少酸泥的形成。針對含有重金屬的煙氣，通過吸附、過濾等手段，去除重金屬污染物，防止其參與結垢反應。

（二）嚴格水質管理

建立完善的水質處理系統，對進入鍋爐的水進行軟化、除鹽、除氧等處理。采用離子交換樹脂軟化水，去除水中的鈣、鎂離子，防止水垢生成；通過熱力除氧或化學除氧的方式，降低水中的溶解氧含量，避免氧腐蝕導致的結垢。定期檢測水質，根據檢測結果及時調整水處理工藝，確保水質符合鍋爐運行要求。同時，控制水的 pH 值在合適范圍，防止酸性或堿性環境對設備造成損害。

（三）穩定運行工況

保持煙氣余熱鍋爐運行工況的穩定至關重要。合理調整煙氣流量和溫度，避免出現大幅波動。通過安裝溫度、壓力、流量傳感器，實時監測運行參數，并利用自動化控制系統進行精準調節。優化煙氣在鍋爐內的流速分布，確保受熱面各區域的煙氣沖刷均勻，減少顆粒物沉積的可能性。此外，定期對鍋爐進行清灰、吹灰操作，防止積灰層過厚。

三、科學應對：解決結垢堵塞的有效措施

（一）物理清洗方法

當結垢堵塞問題發生時，物理清洗是常用的方法之一。高壓水射流清洗是較為有效的手段，利用高壓水泵將水加壓至數十兆帕甚至更高，通過特制的噴嘴形成高速水射流，沖擊受熱面上的垢層和堵塞物，使其破碎、脫落。這種方法清洗效率高，不使用化學藥劑，對環境無污染，但操作時需注意控制壓力和角度，避免對設備造成損傷。此外，還可采用機械刮除、聲波清洗等物理方法，根據結垢堵塞的具體情況選擇合適的方式。

（二）化學清洗方法

對于頑固的垢層，化學清洗能發揮更好的效果。根據垢層的成分選擇合適的化學藥劑，如對于碳酸鹽垢，可使用鹽酸、硝酸等酸性清洗劑；對于硫酸鹽垢，采用氨基磺酸、EDTA 等清洗劑。在清洗過程中，需添加緩蝕劑，防止化學藥劑對金屬設備造成腐蝕。化學清洗前，應先進行小規模的試驗，確定最佳的清洗配方和工藝參數。清洗結束后，要用大量清水對設備進行反復沖洗，確保殘留的化學藥劑被徹底清除。

（三）在線清灰技術

為了減少停機清洗帶來的生產損失，在線清灰技術逐漸得到廣泛應用。聲波清灰技術通過安裝在鍋爐上的聲波發生器，產生高強度的聲波，使受熱面上的積灰產生共振，從而松動并脫落。脈沖吹灰技術則利用壓縮空氣瞬間釋放產生的沖擊波，將積灰吹離受熱面。這些在線清灰技術可在鍋爐運行過程中實時進行，有效抑制結垢堵塞的發展，提高設備的運行效率。

煙氣余熱鍋爐結垢堵塞問題的解決，需要從預防和應對兩方面入手，采取綜合措施。通過優化煙氣預處理、嚴格水質管理、穩定運行工況等預防手段，構建起抵御結垢堵塞的防線；在問題發生時，根據實際情況選擇合適的物理、化學清洗方法或在線清灰技術，及時解決堵塞難題。只有這樣，才能確保煙氣余熱鍋爐持續高效運行，為工業節能減排目標的實現提供有力支持。