水垢影响锅炉正常运行,造成安全隐患
水垢形成后,水垢层的厚度会不断增加,水垢越厚管内流通截面积就越少,加上水垢的不均匀性及粗糙度大,锅炉内水和蒸汽的流动阻力增大,长期下去可能导致管路被水垢封死、造成水循环的停止,就易因过烧造成裂管,严重时甚至会发生爆管事故。由于水垢难以察觉,就易在工业生产中形成隐形的安全隐患。
水垢主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,还可能含有一定量的碳酸氢镁——
天然水中一般都含有少量的钙离子和镁离子,还含有少量碳酸氢根离子。将天然的水加热煮沸,由于碳酸氢钙和碳酸氢镁热分解温度低于100摄氏度,碳酸氢钙会分解成碳酸钙、二氧化碳和水,碳酸氢镁也会分解成碳酸镁、二氧化碳和水。但是,长时间煮沸,碳酸镁会跟水反应,部分或全部转化成氢氧化镁。这是因为,氢氧化镁比碳酸镁的溶解度更小,不断加热,生成更难溶的氢氧化镁,有利于碳酸镁的水解。碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁都是溶解度很小的物质,会从水中析出,形成沉淀。形成的沉淀通常带有部分结晶水,还含有少量其他金属离子。综上所述,水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,还可能含有一定量的碳酸氢镁。
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。
对工业企业而言,随着设备制造技术的不断完善和提高,各种类型的换热设备、水循环设备越来越多。如果一旦水运行设备或系统被水垢堵塞,将会导致效率降低、能耗增加、寿命缩短。如果水垢不能被及时地清除,就会面临设备维修、停机或者报废更换的***。
长期以来传统的清洗方式如机械方法(刮、刷)、高压水、化学清洗(酸洗)等在对设备清洗时出现很多问题:不能清除水垢等沉积物,酸液对设备造成腐蚀形成漏洞,残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀,终导致更换设备,此外,清洗废液***,需要大量资金进行废水处理,并且对***、水质都有影响,要配合药泵,存在结构复杂、耗能、维修麻烦的缺点。加药设备占空间大,碳排放高不环保。
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