工业锅炉水垢的危害

造成能源的浪费

据分析，水垢大部分产生在锅炉中受热温度较高的部位，水垢的导热系数很低，只有钢材的十分之一到数百分之一。锅炉中水垢形成后，受热面的热阻增大，燃料燃烧产生出来的热量不能及时传递给炉水，大量热量被烟气带走，如果想维持锅炉的正常运行，必须增加燃料，造成能源的大量浪费，同时也进一步增加了环境污染。研究结果表明，如果水垢厚度超过1mm，就要浪费5% 左右的燃料，水垢厚度增加，能源浪费率越高。

水垢（Water scale）俗称“水锈、水碱”，是指硬水煮沸后所含矿质附着在容器（如锅、壶等）内逐渐形成的白色块状或粉末状的物质，主要成分有碳酸钙、氢氧化镁、碳酸镁、***钙、***镁、氯化钙、氯化镁等。水垢的导热能力很差，如果锅炉内形成的水垢过厚则会导致锅炉效率降低，重则会引起锅炉爆管造成锅炉事故水垢主要是因锅炉给水中所含钙、镁等的盐类受热后析出并粘结于金属表面而形成。水垢的导热系数很小，约为普通钢材的2～5%，水垢结于锅炉受热面上，会大大恶化传热效果，影响锅炉效率；容易使金属材料因局部过热而烧坏，甚至发生爆管事故；会促使电化学腐蚀加剧，引起锅炉水垢腐蚀，加速受热面的损坏。水垢形成后应及时采用机械的或化学的方法予以清除。防止或减慢水垢形成的有效办法在于严格控制给水品质，并采取适当的锅炉水处理和锅炉排污等措施

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。