首先鍋爐水垢的主要成分是ca(HC03)2、MgC03、CaC03等一些碳酸鹽類,如果長時間的積累加厚不僅對鍋爐的導(dǎo)熱性能有影響,主要的是性能會面臨很大問題。
水垢的危害可歸納為以下幾個方面:
1. 浪費燃料、降低鍋爐熱效率
因為水垢的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)小數(shù)十倍到數(shù)百倍。因此鍋爐結(jié)有水垢時使鍋爐受熱面的傳熱性能變差,燃料燃燒所放出的熱量不能有效地傳遞到鍋爐水中,大量的熱 量被煙氣帶走,造成排煙溫度升高,排煙熱損失增加,鍋爐 的熱效率降低。在這種情況下,為保證鍋爐的參數(shù),就更多投加燃料,提高爐膛的溫度和煙氣溫度,因此造成燃料浪費。有人估算,鍋爐受熱面上結(jié)有 1mm 厚的水垢,浪費燃料約 3%~5% 。
2. 影響鍋爐運行
鍋爐水垢常常生成在熱負(fù)荷很高的鍋爐受熱面上。因水垢導(dǎo)熱性能很差 , 導(dǎo)致金屬管壁局部溫度大大升高。當(dāng)溫度 超過了金屬所能承受的允許溫度時,金屬因過熱而蠕變 ,強 度降低,在鍋爐工作壓力下,金屬會發(fā)生鼓包、穿孔和破裂、影響鍋爐運行。
3. 水垢能導(dǎo)致垢下金屬腐蝕鍋爐受熱面內(nèi)有水垢附著的條件下,從水垢的孔、縫隙滲入的鍋水,在沉積的水垢層與鍋爐受熱面之間急劇蒸發(fā)。在水垢層下,鍋水可被濃縮到很高濃度。其中有些物質(zhì)在高溫高濃度的條件下會對鍋爐受熱面產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕,如NaOH 等。結(jié)垢、腐蝕過程相互促進(jìn),會很快導(dǎo)致金屬受熱面的損壞,以致使鍋爐發(fā)生爆管事故。
4. 降低鍋爐出力
鍋爐結(jié)垢后,由于傳熱性變差,要達(dá)到鍋爐額定蒸發(fā)量或額定產(chǎn)熱量,就需要多消耗燃料。但隨著結(jié)垢厚度的增加,以及爐膛容積的爐排面積是一定的,燃料消耗受到限制, 因此鍋爐的出力就會降低。
5. 結(jié)垢會降低鍋爐使用壽命
鍋爐受熱面上的水垢,徹底清除才能保證鍋爐經(jīng)濟(jì)運行。無論人工、機械、還是采用化學(xué)藥品除垢都會影響鍋爐的使用壽命。
這些水垢是如何形成的呢?
1. 受熱分解
含有暫時硬度的水進(jìn)入鍋爐后,在加熱過程中,一些鈣鎂鹽類受熱分解,從溶于水的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成難溶于水的物質(zhì),附著于鍋爐金屬表面上結(jié)為水垢,鈣和鎂鹽類分解如下 :
ca(HC03)2 →CaC03 ↓ +H2O+C02↑
Mg(HCO)2→MgC03+H2O+C02↑
MgC03+H2O → Mg(OH)2↓+c02↑
2. 某些鹽類超過了其溶解度由于鍋水的不斷蒸發(fā)和濃縮,水中的溶解鹽類含量不斷增加,當(dāng)某些鹽類達(dá)到過飽和時,鹽類在蒸發(fā)面上析出固相,結(jié)生水垢。
3. 溶解度下降
隨著鍋水溫度的升高,鍋水中某些鹽類溶解度下降,如CaS04 和 CaSi03 等鹽類。
4. 相互反應(yīng)
給水中原溶解度較大的鹽類和鍋水中其他鹽類、堿反應(yīng)后,生成難溶于水的化合物,從而結(jié)生水垢。一些鹽和堿相 互反應(yīng)如下
Ca(HC03)2+2NaOH=CaC03 ↓ +N4C03+H20CaCl2+Na2C03=CaC03↓+2NaCl
5. 水渣轉(zhuǎn)化
當(dāng)鍋內(nèi)水渣過多時,而且又粘,如 Mg (OH)2 和 Mg3(P04)2 等,如果排污不及時
很容易由泥渣轉(zhuǎn)化為水垢。