今天介紹的是——鍋爐使用中水垢的形成以及危害,中天恒遠小編李德馨整理總結了相關的知識,為您詳細做下介紹。
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鍋爐使用中水垢的形成以及危害,小編認真整理總結了一下,為您詳細介紹
一,水垢的種類
1,堿土金屬垢:包括以鈣為主要成分的垢,如硫酸鈣垢、硅酸鈣垢、碳酸鈣垢等,以鎂為主要成分的,如氫氧化鎂垢、磷酸鎂垢等。
2,鐵垢:包括以鐵為主要成分的垢,有氧化鐵垢、磷酸鹽鐵垢和硅酸鹽鐵垢。
3,鋁垢:是以鋁為主要成分的垢,如硅酸鋁垢。
4,銅垢:是以金屬銅為主要成分的垢。
硫酸鈣垢堅硬而致密,在低壓鍋爐裝置上 ,主要以半水合物或石膏的形式沉淀附著;在鍋爐本體中,以無水化合物的形式沉淀附著。
硅酸鈣垢主要在鍋爐熱負荷較大的受熱面上形成,它沉淀為硅灰石,垢的硬度較大, 導熱性很差,能牢固地粘附在受熱面上。
碳酸鹽垢有著不同的特性,它既可以是堅硬的水垢,又可以是松軟的水渣。當爐水進行微弱蒸發時,碳酸鹽常沉淀成堅硬的結晶狀水垢。 當爐水進行劇烈沸騰時,碳酸鹽又常常沉淀為水渣。
氫氧化鎂和磷酸鎂易粘附在鍋爐壁上,形成二次水垢。
水垢成分中大部分是堿土金屬垢(達90%),還有鐵垢、鋁垢、銅垢等和金屬腐蝕產物及有機物等。
按水垢的形成程序可分為兩種:一是鹽類雜質在受熱面上直接結晶而形成的一次水垢; 一是易粘附在受熱面上的水渣,再次產生二次水垢。水渣分為兩種,除一種水渣易粘附在受熱面上,形成難以用機械方式除去的二次水垢外,還有一種水渣呈流動狀態不易粘附在受熱面上,執行中可按照排污方法將其排出。由此看來,不論是一次水垢,還是二次水垢或水渣的形成過程,都是在一定環境和一定條件下形成的,互相牽連,互相制約,所以不可忽視。
二,水垢的形成
水垢和水渣的形成是一個復雜的物理化學程序, 這個程序分為兩步:步為鹽類雜質由過飽和溶液中析出;第二步為結晶出來的鹽類雜質附著在金屬受熱面上,形成水垢或懸浮在溶液中成為水渣。這個過程的步容易理解,因為鍋爐在運行過程中, 爐水由于受熱而蒸發濃縮,致使鹽類雜質達到溶解極限,即溶度積。如果鹽類陰、陽離子的濃度乘積超過其溶度積,此鹽類雜質便會從過飽和溶液中析出。反之,鹽類將繼續溶解。
在鍋爐運行過程中,水中鹽類超過溶度積的原因有以下三點:
1,鍋爐裝置中水的蒸發濃縮,致使爐水中鹽類雜質濃度升高,逐漸達到過飽和狀態。
2,熱力裝置在加 熱程序中,某些離子發生化學變化而形成一種難溶的化合物,如水加熱到60~70℃以上時,重碳酸根轉變成碳酸根。水的溫度越高,重碳酸根轉變成碳酸根越多,這樣使易溶的重碳酸鹽產生了難溶的碳酸鹽。
3,某種鹽類(如鈣、鎂鹽)的溶解度隨溫度的升高而降低,因此在接近受熱面的水中, 此種鹽類首先應超過溶度積而析出。
步所形成的過飽和狀態溶液很不穩定,開始時是過飽和溶液中發生鹽類結晶核心上,極小的微粒逐漸長大成顆粒,比較后形成粗結晶體或絮狀的水垢或水渣。形成水垢或水渣,不僅與鹽類物質的化學成分有關,而且還取決于鹽類雜質和受熱面之間物理化學因素。 如果金屬受熱面粗糙并伴有凸瘤包時,便會成為過飽和溶液產生固態的結晶核。金屬受熱面氧化層有相當大的附著力,它可成為金屬壁與析出結晶沉淀物的粘結中間層。因此,金屬表面粗糙或覆寫一層氧化物時,鹽類雜質沉淀出來將主要成為水垢。 反之,在光潔的受熱金屬面上,則多呈水渣。
三,水垢的危害
水垢直接威脅鍋爐裝置的安全和鍋爐的使用壽命,因為水垢的導熱系數很小。 水垢的導熱系數比金屬的導熱系數小幾百倍。因此,即使在受熱面上形成不太厚的水垢,也會由于熱阻大,使其導熱效率降低,造成熱損失,浪費燃料。實踐證明,鍋爐受熱面結有 1 毫米的水垢,能使煤的消耗增加 1.5 ~2%左右。 由于受熱面上結有水垢,會使金屬管壁局部過熱,當壁溫超過其工作允許極限溫度時,會使管子鼓包,嚴重的會引起鍋爐爆管事故,使人身安全受到威脅。水垢是一種復雜的鹽類,其中含有鹵素離子,在高溫下對鐵有腐蝕作用。通過對鐵質水垢的分析,可知它含鐵量達20~30%左右。水垢侵蝕金屬會使鍋爐內壁變脆,并不斷向鍋爐深處腐蝕。由于清除水垢要停爐、消耗人力、物力,以及造成鍋爐的機械損傷和化學腐蝕。因此,防止水垢和清除水垢是水質處理工作中必須解決的問題。
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