烟气余热锅炉结垢堵塞难题的破解之道

在工业节能减排的大趋势下，烟气余热锅炉作为回收工业废气余热、提升能源利用率的关键设备，发挥着不可或缺的作用。然而，结垢堵塞问题却如同顽疾，严重影响着烟气余热锅炉的热交换效率与稳定运行。结垢堵塞不仅导致能耗增加、设备寿命缩短，甚至可能引发安全事故。深入探究其形成机理，并制定科学有效的破解策略，成为保障烟气余热锅炉高效运行的关键。

一、结垢堵塞：威胁烟气余热锅炉运行的原因

（一）结垢堵塞的危害

烟气余热锅炉一旦发生结垢堵塞，热交换效率会急剧下降。垢层和堵塞物如同隔热层，阻碍烟气与受热面之间的热量传递，使得锅炉回收余热的能力大幅降低。原本高效运行的系统，因结垢堵塞可能导致热效率下降 10% - 30%，造成能源的严重浪费。同时，结垢堵塞会增加系统的阻力，迫使引风机等设备加大功率运行，不仅增加了电耗，还加速了设备的磨损。更严重的是，局部结垢可能导致受热面温度不均，引发热应力集中，长期积累可能造成管道破裂、泄漏等安全隐患，威胁生产安全。

（二）结垢堵塞的成因

烟气成分复杂是导致结垢堵塞的首要原因。工业生产排放的烟气中往往含有大量的粉尘、硫化物、氮氧化物、重金属等物质。粉尘在高温下容易粘结在受热面上，形成积灰层；硫化物与水蒸气反应生成硫酸蒸汽，在低温区域凝结成硫酸液滴，与粉尘结合形成粘性较强的酸泥，进一步加剧堵塞；一些重金属化合物在特定条件下会发生化学反应，生成难溶性的盐类沉积在受热面上。

水质问题也是不可忽视的因素。如果用于冷却或产生蒸汽的水质不佳，水中的钙、镁等离子会在受热面上形成水垢。此外，锅炉运行工况不稳定，如烟气温度波动过大、流速不均匀等，也会促使结垢堵塞的发生。温度过高可能加速化学反应，促进盐类的结晶析出；而流速过低则会使烟气中的颗粒物更容易沉积在受热面上。

二、预防为主：构建结垢堵塞的防线

（一）优化烟气预处理

在烟气进入余热锅炉前，加强预处理是关键。安装高效的除尘设备，如布袋除尘器、静电除尘器等，可有效去除烟气中的粉尘颗粒，减少粉尘在受热面上的沉积。对于含有硫化物的烟气，采用脱硫技术，如石灰石 - 石膏法、氨法脱硫等，降低烟气中的二氧化硫含量，从源头上减少酸泥的形成。针对含有重金属的烟气，通过吸附、过滤等手段，去除重金属污染物，防止其参与结垢反应。

（二）严格水质管理

建立完善的水质处理系统，对进入锅炉的水进行软化、除盐、除氧等处理。采用离子交换树脂软化水，去除水中的钙、镁离子，防止水垢生成；通过热力除氧或化学除氧的方式，降低水中的溶解氧含量，避免氧腐蚀导致的结垢。定期检测水质，根据检测结果及时调整水处理工艺，确保水质符合锅炉运行要求。同时，控制水的 pH 值在合适范围，防止酸性或碱性环境对设备造成损害。

（三）稳定运行工况

保持烟气余热锅炉运行工况的稳定至关重要。合理调整烟气流量和温度，避免出现大幅波动。通过安装温度、压力、流量传感器，实时监测运行参数，并利用自动化控制系统进行精准调节。优化烟气在锅炉内的流速分布，确保受热面各区域的烟气冲刷均匀，减少颗粒物沉积的可能性。此外，定期对锅炉进行清灰、吹灰操作，防止积灰层过厚。

三、科学应对：解决结垢堵塞的有效措施

（一）物理清洗方法

当结垢堵塞问题发生时，物理清洗是常用的方法之一。高压水射流清洗是较为有效的手段，利用高压水泵将水加压至数十兆帕甚至更高，通过特制的喷嘴形成高速水射流，冲击受热面上的垢层和堵塞物，使其破碎、脱落。这种方法清洗效率高，不使用化学药剂，对环境无污染，但操作时需注意控制压力和角度，避免对设备造成损伤。此外，还可采用机械刮除、声波清洗等物理方法，根据结垢堵塞的具体情况选择合适的方式。

（二）化学清洗方法

对于顽固的垢层，化学清洗能发挥更好的效果。根据垢层的成分选择合适的化学药剂，如对于碳酸盐垢，可使用盐酸、硝酸等酸性清洗剂；对于硫酸盐垢，采用氨基磺酸、EDTA 等清洗剂。在清洗过程中，需添加缓蚀剂，防止化学药剂对金属设备造成腐蚀。化学清洗前，应先进行小规模的试验，确定较佳的清洗配方和工艺参数。清洗结束后，要用大量清水对设备进行反复冲洗，确保残留的化学药剂被彻底清除。

（三）在线清灰技术

为了减少停机清洗带来的生产损失，在线清灰技术逐渐得到广泛应用。声波清灰技术通过安装在锅炉上的声波发生器，产生高强度的声波，使受热面上的积灰产生共振，从而松动并脱落。脉冲吹灰技术则利用压缩空气瞬间释放产生的冲击波，将积灰吹离受热面。这些在线清灰技术可在锅炉运行过程中实时进行，有效抑制结垢堵塞的发展，提高设备的运行效率。

烟气余热锅炉结垢堵塞问题的解决，需要从预防和应对两方面入手，采取综合措施。通过优化烟气预处理、严格水质管理、稳定运行工况等预防手段，构建起抵御结垢堵塞的防线；在问题发生时，根据实际情况选择合适的物理、化学清洗方法或在线清灰技术，及时解决堵塞难题。只有这样，才能确保烟气余热锅炉持续高效运行，为工业节能减排目标的实现提供有力支持。