水垢的形成及对锅炉的危害

水垢的形成及对锅炉的危害

锅炉在正常运行中，控制水垢的形成是保障锅炉系统安全、稳定和经济运行的重要因素之一。锅炉水垢的形成与锅炉给水品质的好坏对锅炉的危害有着密切的关系。

一、形成水垢物质

锅炉水垢的形成主要成分有锅炉给水中的悬浮物、胶体物、溶解物质。

悬浮物：悬浮物的成分是一些泥土、油、沙粒和动植物腐蚀后生成的有机物不溶性杂质。颗粒直径在10-4毫米以上。悬浮物直接进入锅炉，它会在锅内沉淀，使传热情况变坏。金属因过热而发生事故，进入水管内会影响水循环并严重堵塞炉管，容易引起汽水共腾，降低蒸汽品质。

胶体物主要由铁、铝和硅的氧化物形成的无机矿物胶体。是分子或离子的集合体，其粒径在10-6~10-4毫米之间，由于胶体表面带有同性电荷，它们的颗粒之间相互排斥，不能彼此粘合，不能自行下沉，所以在水中稳定存在，胶体物质可使锅炉结成难以去除的坚硬水垢，严重时使锅水中产生大量泡沫，引起汽水共腾，污染蒸汽品质。

溶解物质，主要是气体和矿物质盐类，它们以分子或离子状态存在水中，气体物质主要是O2和CO2，有时也有硫化氢。其溶解量主要受温度的影响。

水中的离子，主要都是无机盐类溶于水后电离形成的。阳离子主要有Ca2+、Mg2+、Na+和K+等。阴离子主要有HCO3-、SO42-和Cl、

SiO32-等。水中的离子会使锅炉结垢及积水渣，，浪费燃料，降低锅炉热效率，腐蚀锅炉缩短锅炉使用寿命。引起汽水共腾，恶化蒸汽品质，结垢使金属受热面过热产生变形，鼓包和损坏，结垢和水渣积存，会减小管内流通直径，严重堵管，影响水循坏。

二、水垢的形成：

锅水中的杂质经过不断的蒸发和浓缩，在锅炉受热面上生成的固体附着物称为水垢。水垢绝大部分是由难溶的盐类形成的，并且还包括一部分腐蚀产物，水垢的组成和结晶形状与水质成分，受热面的温度以及锅水的循环状态和PH值等因素有很大关系，所以水垢的组成是十分复杂的。目前已查明的有50种以上。水垢的形成主要有：1、受热分解

含有暂时硬度的水质进入锅炉后，在受热过程中，一些CAMG盐类因受热分解，从溶于水的物质转变为难溶于水的物质附着于锅炉金属表面上结为水垢。

2、溶解度下降

随着锅水温度的升高，锅水中某些盐类溶解度下降，如CaSO4和CaSiO3等盐类。这些盐类从水中析出固相，在蒸发表面上沉积生成水垢。

3、相互反应：

给水中原溶解度较大的盐类和其它盐、碱反应后，生成难溶于水的化合物，而结成水垢。

4、盐类超过了其溶解度

由于锅水的不断蒸发和浓缩，水中的溶解盐含量不断增加，当达到饱和时，盐类在蒸发面上析出固相，结成水垢。

5、水渣转化

当锅内水渣过多时，而且有粘，如Mg（OH）2和Mg3（PO4）等，如果排污不及时，很容易由泥渣转化为水垢。

三、水垢的危害

1、热效率下降

钢铁与水垢的导热系数之比可以明显的看出，水垢的导热系数比钢铁的导热系数小数十倍和数百倍，因此，锅炉结有水垢后，使受热面的传热性能下降，热量不能迅速地传递到过水中，大量的热量被烟气带走，造成锅炉出口温度上升，热损失增加锅炉地热效率降低。粗略说锅炉受热面上如果结有1毫米厚的水垢则浪费燃料约3~5×10-2 2、损坏受热面

结有水垢的锅炉，因为传热性能变差，热量不能迅速传递给锅水，致使烟气温度升高，受热面两侧的温差增大，炉管的温度升高当受热面金属的温度超过正常工作条件的温度时，称为金属过热。水垢的种类和厚度不同，受热面升温也不同。例如：0.1Mpa的锅炉在无垢运行时，管壁的温度为380℃。当结有1毫米后硅酸盐水垢时，管壁的温度可高达620℃。此时，钢板强度也有所下降从 3.9Mpa下降到1.0Mpa。在锅炉压力作用下炉管发生鼓包，甚至爆破。

另外，金属温度升高会使金属伸长，1米长的炉管每升高100℃伸长1.2毫米。这对于没有伸缩余量的受热面，产生温度应力，引起

炉管的龟裂。此外，炉管结垢后，增加了管内水循环的阻力，破坏了正常的锅炉水循环，也容易造成炉管过热。

3、降低锅炉出力：

锅炉结垢后，由于传热性变差，要达到锅炉的额定蒸发量就需要更多热量，但随着结垢厚度增加，以及进入锅炉热量的限制，因此，锅炉的出力就会降低。

4、结垢会降低锅炉使用寿命：

锅炉受热面上的水垢，必须彻底清除才能保证锅炉的安全和经济运行。无论机械、人工、还是采用化学药剂除垢却会影响锅炉使用寿命。

通过对形成水垢物质，水垢的形成及水垢的危害分析，减少易结垢物质进入锅炉量，通过合理科学的办法，控制水质标准，减少水垢的形成，以降低水垢对锅炉的危害。