船舶辅锅炉水垢及炉水处理Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】重庆交通大学应用技术学院2010届航运工程系毕业生论文论文题目：船舶辅锅炉水垢及炉水处理班级：10轮机七班姓名：左学涛指导教师：谭显坤日期：2013年6月1日电话：重庆交通大学应用技术学院航运工程系毕业论文（设计）开题报告专业：轮机专业班级： 10轮机七班姓名：左学涛学号：论文（设计）题目：船舶辅锅炉水垢及炉水处理论文（设计）纲目：一．水垢的形成、性质及危害二．水垢防治及炉水处理方法防垢剂的主要成分采取的措施三.辅锅炉水垢防治新技术及辅助方法四．结束语参考文献致谢论文（设计）开始日期 2013 年 6月 1日指导教师谭显坤毕业论文（设计）评语专业：轮机专业班级： 10轮机七班姓名：左学涛学号：题目：船舶辅锅炉水垢及炉水处理论文（设计）篇幅：图纸张其他附件指导教师评语：论文成绩指导教师年月日毕业论文（设计）交叉评语一、交叉评阅评语二、评阅成绩的评分给定成绩：交叉评阅教师签字年月日一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量写出综合评价）二、答辩成绩的评分给定成绩：答辩小组负责人签字：年月日船舶辅锅炉炉水垢及炉水处理Maintenance of diesel engine piston班级：2010级轮机工程技术7班姓名：左学涛【内容提要】此文结合船舶辅锅炉的实际，论述了锅炉水垢的形成、性质和危害，说明防治水垢的重要性和必要性。

提出了通过加防垢剂对炉水进行处理的具体方法，还对目前国外在船舶辅锅炉水垢防止方面的新技术作了介绍。

【关键词】船舶辅锅炉，锅炉水垢，炉水处理，炉水分析【 abstract 】This article combined with Marine auxiliary boiler practice, this article discusses the formation of the boiler scale, the nature, and the harm that control the importance and necessity of scale. Put forward by raising the inhibition agent on the boiler water processing methods, also with at present abroad in Marine auxiliary boiler scale to new technology is introduced.【Keywords】Marine auxiliary boiler, boiler scale, furnace water treatment, boiler water analysis.前言在内燃机动力装置的船舶上，为了加热燃油、滑油、主机暖缸、驱动辅助机械及生活杂用等需要，都设有小型低压辅助锅炉，以供给蒸汽和热水。

然而，我国一些船龄较长的船舶，由于设备上的落后及船员管理上的不重视，往往锅炉水处理不规范或者不到位，造成锅炉换热面上结垢严重。

这样不仅浪费了燃油，而且要经常停炉清垢，有时还要酸洗，既费劳力，不经济，又要影响船舶的正常航行，甚至因为水垢危害锅炉而造成事故。

所以，船舶辅锅炉的炉水处理日益成为急需解决的问题。

1. 船舶辅锅炉的作用及特点锅炉是通过燃烧把燃料的化学能转化为热能，是锅炉内的水变成水蒸气或热水的设备。

在以柴油机为主机的船上，锅炉产生的饱和蒸汽仅用于加热燃油、滑油及满足日常日常的需求，或驱动蒸汽辅机，这种锅炉称为辅锅炉。

柴油机干货船一般设1台产生压力为～ MPa的饱和蒸汽、蒸发量～h的辅锅炉。

在以柴油机为主机的油船上，因为加热货油、驱动货油泵等蒸汽辅机以及洗货油舱等需要大量蒸汽，一般都设2台辅锅炉，蒸发量常在20t/h以上。

以柴油机为主机的大型客船，一般也设2台辅锅炉，以满足日常生活所需的大量蒸汽，万一1台损坏也不至严重影响船员和旅客的日常生活。

图 1 辅锅炉2 水垢的形成、性质及危害在锅炉给水中含有一定量的钙、镁盐类，这种盐类尤其共同特性：（1）其溶解度较小；（2）其溶解度随水温升高而下降（3）易从炉水中拆出而变成难溶的盐类。

当给水加入锅炉内垢，水温逐渐升高，这时钙、镁盐的溶解度也逐渐下降，达到饱和以后，水温继续升高，就有盐类沉淀出来。

另外，水在锅炉内不断蒸发，蒸汽一般不带盐或盐很少，造成炉水不断浓缩，特别锅炉传热面附近炉水受热多，浓缩更严重，所以，在锅炉传热面上沉淀出连续的钙镁盐结晶结构。

这些沉淀物在锅炉内有两种形式存在：（1）形成水垢，水垢很坚硬，牢固地附着于锅炉传热面上（2）形成沉渣，它又分为两种：一是流动行的沉渣，可随水流动，可用排污的方法去除掉；二是粘性的沉渣，易粘结于管子斜度小或水流速度低的地方，当它又受热后会形成二次水垢。

水垢按其化学成分，又可分为四种：（1）碳酸盐水垢，其成分主要是钙、镁的碳酸盐，以碳酸钙为主，此种水垢在换热面上常生成硬垢。

在锅炉中，由于水沸腾的扰动，并且炉水碱性甚强，它常成松软沉渣而随排污排除。

（2）硫酸盐水垢，其成分主要是硫酸钙，这种水垢很坚固密实，主要在锅炉中生成，不易去除。

（3）硅酸盐水垢，其成分主要是硅酸化合物，这种水垢最为坚硬，通常在锅炉蒸发率最大的传热面上产生，如炉膛。

（4）混合水垢，是上述各种水垢的混合物。

水垢的存在对锅炉的安全、经济运行危害很大，主要有：（1）水垢导热性能很差，它的导热能力只有钢铁的1/30-1/50，有水垢存在就会使受热面传热效果变差，因而使排温增高锅炉热效率下降，增加能耗。

（2）由于传热效果变差，以致引起受热面金属的过热，因而降低了机械强度，使管壁起包或出现裂纹。

（3）水垢附在锅炉受热面上，特别是管内水垢，难于清除，增加了检修的费用，不仅耗费人力、物力，而且会使受热面受到损伤，引发锅炉腐蚀，降低锅炉寿命。

（4）水垢产生后，会减小受热管内部流通面积，增加了管内的流阻，破坏炉水正常工作循环，而使管子烧坏。

3 水垢防治及炉水处理方法为了解决船舶辅锅炉内垢问题，对锅炉的给水和炉水进行处理可以得到减缓甚至完全避免。

目前海船上的燃油辅锅炉都是蒸发量小，工作压力低，这类锅炉往往采用加防垢剂的炉水处理法，既在锅炉内加入防垢剂，使进入锅炉的给水中的硬度物质不结硬垢而变成沉渣，再通过锅炉的下排污加以排除。

防垢剂的主要成分（1）钠盐，如磷酸三钠，磷酸氢二钠，碳酸钠及氢氧化钠，前三种最常见，加入碳酸钠及磷酸氢二钠使炉水中保持一定的碳酸根CO3-2或磷酸根PO4-3离子，水中有很多正负离子，因而有很多电离子平衡关系，并且它们还相互制约，互相影响，这样这会阻止CaSO4及CaSiO3或MgSiO3等硬垢的产生。

炉水中加入Na2CO3也会阻止产生CaSO4及CaSiO3等硬垢，而成为CaCO3松软沉渣。

但锅炉压力超过以上时，Na2CO3就会分解，而不能保持一定的CO3-2浓度，就有生成硬垢的可能或危险，在炉内加药品，以加磷酸三钠（Na3PO4。

12H2O）或磷酸氢二钠（Na2HPO4。

12H2O）而使炉水保持一定PO4-3浓度的方法比较好，其放映如下：3Ca(HCO3)2+2Na3PO4—>Ca3(PO4)2+6NaHCO33CaSO4+2Na3PO4—>Ca3(PO4)2+3Na2SO43MgSO4+2Na3PO4—>Mg3(PO4)2+3NaSO4当水温较高、碱度较大时，磷酸三钙变成易用排污排除的水化磷石灰【Ca10(OH)2(PO4)6】沉渣。

加药量按反应式计算的两以外，还应有一定CO3-2或PO4-3过量，此过量大小凭经验而定，一般PO4-3为15—20毫克/升左右，炉水含盐量越大，过量也越大。

但PO4-3过量也不能过大，否则易生磷酸镁沉淀而形成二次水垢。

（3）有机胶体，如栲胶亚硫酸纸浆废液等。

其防垢原理是有机胶溶于水成胶体状态，可以有以下作用：a.在金属表面上形成绝缘层，使金属表面与形成水垢的盐之间的静电吸引作用完全或部分停止。

b.有机胶体包围于钙盐（硫酸钙和碳酸钙）质点的外层，使其易生沉淀。

c.碱性溶液中，有机胶体能与氧结合，也有防腐蚀的作用。

实践证明：加防垢剂的方法适用于压力较低，水容量较大的船舶燃油火管辅锅炉的炉水处理，效果较好，结垢1毫米左右，但松软易除去。

但是，如果船舶轮机员管理不到位，如不能按时进行炉水分析，或炉水指标测定不准确，防垢剂加药有误差，不仅会使锅炉结垢严重、坚硬，甚至可能造成锅炉的故障或损坏。

几年前么远洋轮工作时就遇到类似的情况，该船的辅锅炉是燃油废弃组合式锅炉，在回国途中发现锅炉产气量不足，甚至影响到主机燃油的加热，出于问题的严重，经驾驶员同意决定在么港外抛锚检修，打开锅炉后发现锅炉受热面上结垢较厚并且坚硬。

虽然经过洗炉后消除了锅炉水垢，但不仅影响了船舶航行时间，而且可能还造成了锅炉其他的不利影响。

为什么防垢剂投药量、投药时间间隔并没有减少，过去很好问现在回出现这样情况呢经过分析，本人认为是因为锅炉补水水质发生了变化。

原来锅炉补水主要用海水淡化装置生产的淡水，水中矿物质较少。

当船舶穿越印度洋时航线靠近赤道，海水温度高，造成海水淡化装置产水量急剧下降，同时，又由于船舶管系老化泄露量大，锅炉的补水量较多，两者缺口较大，所以改用港岸供给的生活用水作为锅炉补水，这种淡水矿物质较多，而除垢剂的投放量又没有相应的增加，造成锅炉炉水硬度增加，产生较多水垢也就不奇怪了。

由于发现及时，处理得当，才使问题得到了解决。

采取的措施为防止这种情况的再次发生，我们采取了一下措施后立即取得了很好的效果。

（1）加强炉水化验，特别要求炉水硬度测定手续正确；计算准确无误。

硬度测量步骤：a.取100毫升透明水样置于250毫升瓶中。

b.加3毫升氨-氯化铵冲液和1—2滴酸性铬蓝K指示剂。

c.在剧烈摇动下，用标准溶液滴定至溶液由玫瑰红色转为紫蓝色为止，记录结果硬度=【（a*N*k）/V】*1000毫克当量/升a—滴定时EDTA标准溶液消耗的毫升数；N—滴定时EDTA标准溶液的当量浓度；K—所用EDTA标准溶液的浓度系数；V—所取水样的体积。

（2）采用加防垢剂的方法进行炉水处理。

所用的方法、药剂及加药量如下表：表1 炉内加药标准诺能将磷酸三钠及碳酸钠用400C左右的水溶液，栲胶用700C-800C的水溶液，然后都滤除其中杂质，则效果可以更好。

（3）在锅炉给水内加一定量的烧碱进行给水处理也可取的较好效果。

给水用碱量（克）=运行小时*每小时给水量（吨/小时）*（给水水硬+排污率*炉水碱度）*纯碱当量。

式中:给水水硬、炉水碱度单位：毫克当量/升纯碱当量53（4）加强锅炉的排污4 辅锅炉水垢防治新技术及辅助方法据国外资料介绍：有一种防治水垢的新技术——初期水垢抑制物，它是一种多功能液态产品，成分是添加了磷酸盐和防止水垢的聚合物，它实际上是一种有机泥渣结构促进剂、凝结剂、氧清除剂、无机沾染物分散剂和沉淀剂的综合配合配方。