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锅炉水垢的危害

发布时间:2014-05-23  浏览次数:2125

 在锅炉内受热面水侧金属表面上生成的固态附着物被称作为水垢。水垢是一种牢固附着在金属表面上的沉积物,它对锅炉的安全经济运行有很大的危害,结生水垢的现象是锅炉水质不良所引起的一种故障。

    锅炉内的水垢,其外观、物性和化学组成等特性因水垢的生成部位不同、水质不同及受热面热负荷不同等原因而有很大差异。如:有的水垢坚硬,有的水垢松软;有的水垢致密,有的水垢多孔;有的紧紧与金属连在一起,有的与金属联系较疏松。水垢的颜色也各不相同。为了研究水垢产生的原因,找出防垢的方法,除了应该仔细观察各部位水垢的外观特征外,最重要的是确定水垢的化学组成和系统多环节处理。

    水垢的化学组成虽然非常复杂,但往往以某种化学成分为主。如直接使用天然水或自来水的热力设备和小型低压锅炉,其水垢的主要成分是碳酸钙等钙镁化合物。以一级钠离子交换软化水作补给水的普通中、低压锅炉,其炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙和硅酸钙等成分。以二级钠离子交换软化水作补给水的普通中、低压锅炉,常因为补给水的除硅不完全等原因,炉管内生成以复杂硅酸盐为主要成分的水垢。以除盐水等作补给水的高压和超高压锅炉,给水中的杂质主要是系统金属结构材料的腐蚀产物,炉管内水垢的化学成分往往以铁、铜为主。通常,将水垢按其主要化学成分分为四类:碳酸盐水垢、硅酸盐水垢、硫酸盐水垢和混合型水垢等。

水垢的导热性一般都很差。不同的水垢因其化学组成不同、内部孔隙或缝隙不同、水垢内各层次结构不同等原因,导热性也各不相同。各种水垢的导热系数如下表所示。水垢的导热系数大约仅为钢材导热系数1/10~1/100。也就是说,假如有0.1mm厚的水垢附着在金属壁上,其热阻相当于钢管加厚了几mm到几十mm。水垢的导热系数很低是水垢危害性大的主要原因。

钢材和各种水垢的平均导热系数表

炉型

锅炉过热蒸汽压力(Mpa)

电导率(us/cm)

硬度(umol/L)

溶解氧

二氧化硅

ug/L

标准值

期望值

标准值

标准值

标准值

标准值

期望值

标准值

期望值

标准值

期望值

汽包炉

3.5~5.8

-

-

≤2.0

≤15

≤50

≤10

-

-

-

应保证蒸汽二氧化硅富恶化标准

5.9~12.6

-

-

≤2.0

≤7

≤30

≤5

-

-

-

12.7~15.6

≤0.3

-

≤1.0

≤7

≤20

≤5

-

-

-

15.7~18.3

≤0.3

≤0.2

约为0

≤7

≤20

≤5

-

-

-

直流炉

5.9~18.3

≤0.3

≤0.2

约为0

≤7

≤10

≤5

≤3

≤10

≤5

≤20

-

18.4~25

≤0.2

≤0.15

约为0

≤7

≤10

≤5

≤3

≤5

-

≤15

≤10

      

水垢的危害可归纳如下:

1、水垢会降低锅炉和热交换设备的传热效率,增加热损失。这是因为水垢的导热性差,严重阻碍传热所致。根据研究统计表明,锅炉结垢后被浪费的燃料的比例如下:

      当水垢的厚度(S1mm时,多耗燃料5-8%

                        ≥2mm时,多耗燃料10-18%

                        ≥3mm时,多耗燃料18-26% 

    2、水垢能引起锅炉水冷壁管的过热,导致管子鼓包和爆管事故。锅炉的水垢常常生成在热负荷很高的水冷壁管上,因水垢的导热性很差,导致金属管壁局部温度大大升高。当温度超过了金属所能承受的允许温度时,金属因过热而蠕变,强度降低。在管内工作压力下,金属管会发生鼓包、穿孔和破裂,引起锅炉的爆管事故。

    3、水垢能导致金属发生沉积物垢下腐蚀。锅炉水冷壁管内有水垢附着的条件下,从水垢的孔、缝隙渗入的锅水,在沉积的水垢层与管壁之间急剧蒸发。在水垢层下,锅水可被浓缩到很高的浓度。其中,有些物质在高温高浓度的条件下会对管壁金属发生严重的腐蚀,如NaOH等。结垢、腐蚀过程相互促进,会很快导致水冷壁管的损坏,以致锅炉发生爆管事故。

     4、水垢结生得太快太多,迫使锅炉不得不提前检修。因为锅炉或热力设备结垢后,安全运行的时间缩短,为了保证生产的安全,避免生产中突然发生事故,不得不把锅炉或热力设备停下来,进行检修检查,并用化学清洗的方法清除水垢。这样,就减少了锅炉或热力设备的利用时数。检查或除垢工作还会增加设备检修工作量和检修费用,延长停用检修时间,造成巨大经济损失。

综上所述,水垢对锅炉和热力设备的安全、经济运行有很大影响,必须重视结垢问题

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