船用锅炉水质改进方法探讨与研究

摘 要：锅炉是一种加热水使之产生蒸汽的设备。锅炉的作用随着船舶主机的型式和种类的不同而有所变化。一般情况下，在蒸汽动力装置船舶中，锅炉产生过热蒸汽用以驱动轮机的锅炉称为主锅炉。在现代柴油机船舶动力装置中，锅炉产生饱和蒸汽用于加热油料的锅炉称为辅锅炉。无论是主锅炉还是辅锅炉都有着一个炉水循环系统。正常的水循环可以保证锅炉蒸发受热面的可靠冷却，是锅炉安全运行的基本条件之一。炉水循环系统中水质的好坏直接影响着锅炉本体、蒸汽管系以及相关阀件的使用寿命，关系着锅炉的安全。该文就如何改进船用锅炉水质进行探讨和研究，得出相应的改进方法，对延长锅炉使用寿命，提高锅炉安全具有一定意义。

关键词：锅炉 炉水循环 水质

中图分类号：U66 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）01（c）-0081-02

某柴油机动力科考船长年在海上执行科学考察作业，船上配备有两台辅锅炉用以加热油料、生活热水供应厨房蒸汽等相关作用。在航行过程中需要保持至少一台锅炉自动运行。长时间运行使得锅炉的水质发生了恶化，对管系、阀件产生了一定的危害，直接影响了锅炉的安全运行，锅炉能否安全运行直接关系着船员的生活和科考作业的成败，因此如何提高锅炉运行的安全性、可靠性具有十分重要的意义。

1 锅炉水质恶化的原因

以某科考船为例其锅炉自动启停是由蒸汽压力所控制具体参数如下：蒸汽压力≤0.6 MPa时燃烧器起动，蒸汽压力≤0.55 MPa时小火转大火，蒸汽压力≥0.65 MPa时大火转小火，蒸汽压力≥0.70 MPa燃烧器停止。在这种工况下，锅炉每天保持燃烧状态时间在13～15 h左右。锅炉产生的蒸汽主要用于燃油、滑油、热水柜加热以及厨房蒸箱，最后进过冷却器冷凝成液态水回到炉水柜形成炉水循环，蒸汽在整个循环过程中有一部分被使用掉，一部分在各个出口处泄漏掉。所以在整个炉水循环过程中需要经常补水以确保有足够充足的炉水保持循环。众所周知，蒸汽的产生是由于水的蒸发，在蒸汽产生的过程中，水中的盐分大多数并不会随着水蒸气一起蒸发。然而随着蒸汽的使用和流失，炉水中的盐分越来越高，这对锅炉本体以及管系、阀件的腐蚀越来越大。另外，水循环过程中产生的铁锈、悬浮物等固体颗粒会吸附在锅炉本体上，影响锅炉的受热，加速金属的腐蚀。

2 改善水质减小腐蚀的方法

某科考船锅炉锅内水循环属自然循环。当锅炉处于平衡状态时，送进锅炉的补给水与锅水存在温度差，因补给水温度低、密度大所以沿锅筒向下流动，受热面一侧的锅水不断吸收热量密度变小所以流动方向向上，从而使锅炉仅仅依靠补给水的密度不同实现了锅内的水循环。为了使水质得到改善可以通过以下3个方法。

2.1 锅炉排污

所谓排污，就是把锅炉中含杂质多的锅水排掉一部分，以干净的给水来补充，使锅筒内的水位保持不变。锅炉分别设上排污阀和下排污阀。上排污是将锅筒中浓度较高的锅水及锅水中的悬浮物排出。下排污是定期从锅水循环系统的最低点排放锅水，其目的是为了排除锅内形成的水渣、泥渣、沉淀物和腐蚀产物。

锅炉排污注意事项主要有以下几个方面。

（1）排污的时间间隔应根据锅水的水质来决定，建议每天进行一次。

（2）排污时应保持较高的水位，以免锅炉缺水。

（3）排污时开启排污阀10 s左右后即关闭，并重复3～5次。

（4）为保证排污效果，排污应在锅炉低负荷时进行。

2.2 停炉保养

停炉的期间溶解氧的腐蚀比锅炉运行时发生的溶解氧腐蚀严重得多，会使锅炉整个汽水系统都遭到腐蚀。当金属表面上有沉积物或水渣时，停用腐蚀过程会进行得更快。而且，停炉期间的腐蚀产物，在锅炉运行时还会促使金属继续遭到腐蚀。

由上述可知，停用腐蚀的危害非常大。防止锅炉水汽系统的停用腐蚀，对锅炉的安全运行有重大的意义。为此，在锅炉停用期间，必须对其水汽系统的内壁采取保护措施，这就是停炉保护。

由于停炉期间锅炉所受到的腐蚀主要是汽水系统的溶解氧腐蚀，因此，只要减少从外界漏入的氧，或者减少氧与受热面金属接触的机会，就能减轻腐蚀。

停炉保护的基本原则主要有以下几个方面。

（1）不让空气进入停用锅炉的汽水系统内。

（2）保持停用锅炉汽水系统金属内表面的干燥，使相对湿度小于20% 。

（3）在金属表面造成具有防腐作用的薄膜（保护膜） 。

（4）使金属内表面浸泡在含有除氧剂或其他保护剂的水溶液中。

2.3 化学碱洗清除水垢

锅炉水垢的清除可在锅炉打开人孔、手孔盖进行检查和清洗，在可能条件下用较彻底的化学碱洗方法。

开始碱洗前，先将锅水由排污阀排泄3次，以排除锅内污水及锅底沉渣等。然后放出锅水使锅炉慢慢冷却。冷却后，打开手孔盖通过手孔清除锅底沉渣，通过人孔检查锅炉受热面的积垢情况，并加以记录。

检查完毕后，关闭下部手孔盖和有关阀门。注入清水，使水位升至水位表3/4处。从上部人孔投入已经充分溶解的碱洗药剂，然后关闭上 部人孔盖并可以开始点火。

每吨水用碳酸钠8 kg，氢氧化钠4 kg，用5倍于药剂重量的水充分溶解后将碱液倒入锅内。锅内汽压由零逐渐上升至工作压力的一半，然后使其逐渐降至0.05 MPa，再由0.05 MPa升至工作压力之半，如此反复地变更汽压。使炉水产生循环作用，煮洗时间要保持15～36 h之久。在煮洗时应进行排污，每4 h一次，每次放出水量约为水位表1/2左右，随后通过给水泵补入。在进行煮洗时，不得使用蒸汽安全阀排汽，其他汽阀也应严密关闭。 煮洗完毕后，放出全部锅水，并打开上、下部手孔盖用清水（最好是热水）冲洗，以清除残存于锅内的碱液及污垢等。检查碱洗效果，若情况良好，可关闭人孔、手孔盖，锅炉机组即可装水准备运行。锅炉清洗后 关闭好人孔和手孔盖，并用给水泵泵水至工作压力以检查门盖垫片的密封性，满意后才可点火使用。

2.4 湿法保养

湿法保养适用于停炉期间不超过一个月的锅炉。锅炉停炉后，将锅水放尽，清除水垢和烟灰。关闭所有的人孔、手孔、阀门等，与运行的锅炉完全隔绝。然后加入软化水至最低水位线，再用专用泵将配制好的碱性保护溶液注入锅炉。碱性保护溶液的成分是：每吨锅水中加碳酸钠（又称纯碱）10 kg和磷酸三钠5 kg；其他配方亦可：氢氧化钠（又称火碱）按每吨锅水加8～10 k g；或碳酸钠（又称纯碱）按每吨锅水加20 kg；或磷酸三钠按每吨锅水加20 kg。 当保护溶液全部注入后，开启给水阀，将软化水灌满锅炉，直至水从空气阀冒出。然后关闭空气阀和给水阀，开启专用泵进行水循环，使溶液混合均匀。保护溶液的作用是：使锅炉受热面表面不被 氧化腐蚀。在整个保养期间，要定期生微火烘炉，以保持受热面外部干燥，要定期开泵进行水循环，使各处溶液碱度一致，还要定期取溶液化验，如果碱度降低，应予补加。在冬季若有冰冻可能，不宜采用此法，否则锅炉会因锅水结冰而冻裂。

2.5 干法保养

当停炉时间较长时一般采用干法保养：在停炉后将锅水放掉，清除水垢和烟灰，打开上、下部手孔盖，用压缩空气将锅筒内部吹干或用微火将锅炉烤干，按每立方米2 kg无水氯化钙的用量，用纱布将其包扎成几包，通过下部手孔处放入锅内，用来吸收锅内潮气，然后紧闭锅炉手孔盖和各阀件防止空气漏入。此方法要定期对药剂的吸潮情况加以检查，若有潮解则应予以更换。开始时每月一次，以 后可隔3个月一次。在锅炉启用前，干燥剂应全部取出，切勿忘掉。

3 结语

锅炉水质好坏直接关系着锅炉的使用寿命，间接影响着船舶安全和船员生活。文章从锅炉水质恶化的原因进行了初步研究，通过分析总结出通过排污、停炉保养、化学碱洗、干湿保养等手段改善锅炉水质的一套方法。在某科学考察船上进行实际试验，经过实践表明措施能有效地改善锅炉的水质，大大降低了锅炉本体及管系、阀件的腐蚀，提高了锅炉的使用寿命。

参考文献

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[2]车得福.锅炉—— 理论设计及运行[M].西安：西安交通大学出版社，2008.

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