锅炉 水垢 的 形成 原因及危害

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1、锅炉水垢的形成原因及危害一、锅炉水垢的形成原因自从在锅炉运行中把水作为热交换工质之日起,受热表面和传热表面的结垢就成为热交换工艺中主要困扰问题之一。200余年来,人们对锅炉水垢的垢种、成垢的原因已有充分研究,推出了各种防垢技术,但至今仍未得到彻底解决,在防垢的同时发展了清洗技术,作为保持受热面和传热表面的辅助手段。在受热面与传热面表上沉积的附着物层均可称为水垢。引起水垢的主要原因有:1、锅炉给水的杂质进入锅炉后,经过不断的蒸发和浓缩,使锅炉给水中盐类的浓度不断地增大,达到饱和或过饱和程度,就会在锅炉金属表面析出的沉淀物。2、随着锅炉内

2、水温的升高,某些盐类的溶解度与温度成反比,这些盐类在温度升高时,溶解度急剧下降开形成结垢。3、不同的盐类相互作用或受热分解,生成难以溶解的化合物。锅炉在连续给水,连续蒸发的过程中,纯净的水变成蒸汽由锅炉送出,使炉内水中的盐类物质不断浓缩,含量不断升高。在锅炉给水含盐程度达到饱和状态或过饱和状态时,盐类物质就会从水中析出,生成固态沉淀物。它们一部分粘附在热负荷较大的受热面上,形成坚硬或松软的水垢,另一部分则悬浮在炉水中,随炉水循环而流动。当受热面处水循环不良、流速较低时,则沉积在受热面上形成二次水垢,或者沉积于流速本来就不高的锅筒、集箱

3、下部,形成泥垢,随定期排污而排出炉外。因此,水垢的产生,除与锅炉给水中杂质的成分和含量有关外,很大程度还取决与锅炉的运行状态。水的蒸发强度越大,循环速率越高,就越容易生成容易被水循环破坏的疏松沉淀物,可以减少水垢在锅炉蒸发面上集结的数量。与此相反,蒸发强度越小,循环速率越低,就越容易在锅炉蒸发面上结成水垢。二、锅炉水垢的危害锅炉水垢主要有以下危害:1、恶化传热锅炉受热面的传热特性对锅炉的运行有非常密切的关系。而锅炉水垢都发生在受热面,而且受热温度高、沸腾越强烈的受热面越容易产生水垢。锅炉运行实践及各种资料均表明,水垢对锅炉的危害,主要

4、是因为它的导热性。当锅炉受热面管子结水垢后,锅炉效率将明显下降。锅炉均匀结水垢1mm,可使效率下降5%,且增加了燃料消耗。2、降低锅炉效率由于水垢导热系数很小,因此它的导热热阻相当于受热面金属导热热阻的6~1000倍,几乎和受热面两侧的换热热阻在同一个数量级,其对锅炉受热面的传热影响是相当严重的。锅炉结垢后,其总传热系统将下降,要保持锅炉与未结垢时同样的出力,即保持其传热量不变,只有增加受热面的温压,这样势必增加锅炉的排烟热损失。同时,由于烟气温度升高,炉墙的散热损失也会增加,这样也增加了锅炉散热效率,锅炉效率下降。另一方面,当水垢厚

5、度增加时,水垢的导热热阻增加,受热面的总传热系统下降,如果保持烟气的温度不变,蒸汽的品质不变(即蒸汽或热水的温度不变)势必造成锅炉的总传热量下降,这一方面导致锅炉的出力下降,满足不了设计的要求,影响了生产工艺,同时由于锅炉的有效热下降,也降低了锅炉的效率。3、缩短锅炉的使用寿命,危害锅炉安全运行钢材的力学强度随着温度的升高而降低。锅炉受热面上产生水垢后,由于水垢处于锅炉受热面的水(或蒸汽)侧,使该侧的热阻增加,这样就会造成金属管壁得不到管内工质的良好冷却,而金属管壁外的烟气温度往往处于1000℃以上的高温加热状态,这样加速了金属的高温

6、腐蚀过程,使金属管壁加快变薄。在高温条件的作用下,金属强度会加快降低。当低碳钢钢材过315℃时,其机械应力即达到屈服点,如果超过450℃,钢材即产生蠕变,导致钢材的局部过热、变形、鼓泡、破裂、甚至爆破,使锅炉被迫停止运行。蒸发受面清洁无垢的管子不容易产生腐蚀。当结有水垢时,某些离子在水垢下水局部浓缩可达正常炉水浓度的上万倍。如果炉水的PH值为10,当炉水有游离氢氧化钠时,局部浓缩的结果可使垢下浓缩液的PH值达14,在炉水的饱和温度下,受热面管子将产生强烈的碱腐蚀。如果炉水的PH值为8,当有游离酸进入时,可使垢下的炉水浓缩液PH值低达4

7、左右,发生酸腐蚀。因此,如果受热面管子结水垢,当水质偏离规范时,锅炉可产生碱腐蚀或酸腐蚀。4、影响锅炉运行中的水动力特性锅炉受热面内壁结垢后,不仅使锅炉管内的流通截面减小,还会因为锅炉受热面结垢的不均匀性及粗糙度较大,流动阻力较大的原因,对锅炉内水或蒸汽的流动将会产生一定的影响,严重时将严重偏离设计时的水动力特性,甚至导致事故。5、增大检修量,浪费工时、原料,危及工人安全由于水垢的生成,需要定期清理水垢或处理事故,运行周期缩短,检修时间增加,随之带来原料、工时的浪费。在水垢的清理过程中,检修人员不但要接确化学药品(如盐酸等),给检修人

8、员带来不安全因素。同时,检修人员有时不得不钻进锅炉内部进行清除操作,增加了工人的劳动强度,也对工人的健康和安全带来不利的影响。6、增加了对大气的污染由于水垢降低了锅炉的效率,就等同于增加了锅炉对环保的压力。实际上,由于水

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