锅炉是工农业生产中广泛应用于人们生活的设备,它是生产蒸汽和热水的热力设备之一,其能量传递介质是水。这会产生大规模的水垢。本文简单分析了锅炉水垢的形成及危害,并提出了一些防止水垢危害的措施和方法,以引起锅炉用户的重视。
该锅炉蒸发强度高,循环性能好,锅炉水中的污泥处于悬浮状态。锅炉蒸发强度低,循环性能差,容易产生水垢。泥浆容易沉积在蒸发面上,所以容易转化成水垢。
水垢的导热系数比钢铁
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锅炉是工农业生产中广泛应用于人们生活的设备,它是生产蒸汽和热水的热力设备之一,其能量传递介质是水。这会产生大规模的水垢。本文简单分析了锅炉水垢的形成及危害,并提出了一些防止水垢危害的措施和方法,以引起锅炉用户的重视。
该锅炉蒸发强度高,循环性能好,锅炉水中的污泥处于悬浮状态。锅炉蒸发强度低,循环性能差,容易产生水垢。泥浆容易沉积在蒸发面上,所以容易转化成水垢。
水垢的导热系数比钢铁的导热系数小几十倍甚至几百倍,使受热面的传热性能变差,燃料燃烧所放出的热量不能迅速地传递到锅水中,使大量的热量被烟气带走,造成排烟温度升高。排烟热能损失增加,使锅炉的热效率降低,而为了保持锅炉的出力必须加大燃料的投入,提高炉膛和烟气的温度从而造成燃料的损失。从下表可以看出,当垢厚在1mm时,燃料损失大约增加10%,我国.目前大约有60万台工业锅炉,消耗的燃料几乎占我国煤炭总产量的1 /3,若以50%的运行锅炉结垢1mm厚的话,那么煤的损失量也是一项惊人的数据。

水垢形成过程
高温状态下,含有微溶于水的硫酸钙会由于水的蒸发而析出,水中的碳酸根会与钙、镁等离子相结合,生成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁,也就是水碱。随着水分的不断蒸发、浓缩,水碱含量不断增加,以达到饱和后就形成了水垢 。
水垢分类
(1)按化学成分分类,可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢和混合水垢等。碳酸盐水垢的主要成分是碳酸钙和碳酸镁;硫酸盐水垢和硅酸盐水垢的主要成分各为硫酸钙及硅酸化合物;混合水垢则多为以上三种水垢的混合物。
(2)按物理性质分类,有牢固粘结在锅筒壁及管壁上的水垢和质地疏松易于脱落的沉渣两种。
水垢危害
(1)水垢导热性很差,会导致受热面传热情况恶化,从而浪费燃料或电力。
(2)水垢如果附着在热力设备受热面上时都将危及热力设备的安全、经济运行。因为水垢的导热性很差,妨碍传热。使炉管从火焰侧吸收的热量不能很好地传递给水,炉管冷却受到影响,这样壁温升高,造成炉管鼓包,引起爆管
在锅炉运行过程中,水中盐类超过溶度积的原因有以下三点:
(一)锅炉设备中水的蒸发浓缩,致使炉水中盐类杂质浓度升高,组建达到过饱和状态。
(二)热力设备在加热过程中,某些离子发生化学变化而形成一种难溶的化合物,如水加热到60~70摄氏度以上时,重碳酸根转变成碳酸根。水的温度越高,重碳酸根转变成碳酸根越多,这样使易溶的重碳酸盐生成了难溶的碳酸盐。
(三)某种盐类(如钙、镁盐)的溶解度随温度的升高而降低,因此在接近受热面的水中,此种盐类首先应超过溶度积而析出。
步所形成的过饱和状态溶液很不稳定,开始时是治安过饱和溶液中发生盐类结晶上,的微粒逐渐长大成颗粒,后形成粗结晶体或絮状的水垢或水渣。
形成水垢或水渣,不仅与盐类物质的化学成分有关,而且还取决于盐类杂质和受热面之间物理化学因素。如果金属受热面粗糙并伴有凸瘤包时,便会成为过饱和溶液产生固态的结晶核。金属受热面氧化层有相当大的附着力,它可成为金属壁与析出结晶沉淀物的粘结中间层。因此,金属表面粗糙或覆盖一层氧化物时,盐类杂质沉淀出来将主要成为水垢。反之,在光洁的受热金属面上,则多呈水渣。、

水垢的危害
水垢直接威胁锅炉设备的安全和锅炉的使用寿命,因为水垢的导热系数很小。表1是几种不同水垢的平均导热系数。
从表中可看出,水垢的导热系数比金属的导热系数小几百倍。因此,即使在受热面上形成不太厚的水垢,也会由于热阻大,使其导热效率降低,造成热损失,浪费燃料。实践证明,锅炉受热面结有1毫米的水垢,能使煤的消耗增加1.5~2%左右。由于受热面上结有水垢,会使金属管壁局部过热,当壁温超过其工作允许极限温度时,会使管子鼓包,严重的会引起锅炉爆管事故,使人身安全受到威胁。
水垢是一种复杂的盐类,其中含有卤素离子,在高温下对铁有腐蚀作用。通过对铁质水垢的分析,可知它含铁量达20~30%左右。水垢侵蚀金属会使锅炉内壁变脆,并不断向锅炉深处腐蚀。
由于清除水垢要停炉、消耗人力、物力,以及造成锅炉的机械损伤和化学腐蚀。因此,防止水垢和清除水垢是水质处理工作中必须解决的问题。

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