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锅炉水垢论文:论工业锅炉中水垢的危害及其预防方法
[摘要] 本文就锅炉水垢的形成、危害问题做了深入浅出的分析,提出了一些预防水垢危害的方法和措施,以便与引起锅炉使用单位的高度重视。
[关键词] 锅炉水垢危害预防方法
锅炉是工农业生产和人民生活中广泛使用的特种设备,是生产蒸气或热水的热工设备之一,其传能介质原料是水。锅炉用水水质的好坏,对其安全运行及能源消耗有很大的影响。当锅炉用水不合要求时,锅炉受热面就会结生水垢,因而不仅浪费大量的燃料,还会危及锅炉安全运行。据有关资料介绍,目前全国有近40万余台锅炉,在每年的事故统计中,因水质不良,水垢严重引起的事故超过事故总数的20%;由于结生水垢,每年要浪费燃料达千万吨,并造成几亿元的经济损失。本文试图对锅炉水垢的危害及其预防作一介绍,以引起锅炉使用单位的高度重视。
一、水垢的形成及性质
水垢的形成是一个复杂的物理化学过程,其原因有内因和外因两个方面。一是水中有钙、镁离子及其它重金属离子存在,是水垢形成的根本原因也叫内因;二是固态物质从过饱和的炉水中沉淀析出并粘附在金属受热面上,是水垢形成的外因。当含有钙、镁等盐类杂质的水进入锅炉后,吸收高温烟气传给的热量,钙、镁盐类杂质便会发生化学反应,生成难溶物质析出。随着炉水的不断蒸发逐渐浓缩,当达到一定浓度时,析出物就会成为固体沉淀析出,附着在锅筒、水冷壁管等受热面的内壁上,形成一层
“膜”,阻碍热量传递,这层“膜”称之为水垢。
水垢的组成或成分是比较复杂的,通常都不是一种单一化合物,而是以一种化学成分为主,并同时含有其它化学成分。按其水垢的化学成分,一般可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、氧化铁水垢、含油水垢、混合水垢及泥垢等几种。
水垢是一种导热性能极差的物质,仅为锅炉钢材的十分之一到数百分之一(~),是“百害之源”。在各种水垢中,硅酸盐水垢最为坚硬,导热性能非常小,容易附着在锅炉受热面最强的蒸发面上,是危害最大的一种水垢。
二、水垢对锅炉安全、经济运行的危害
1、降低锅炉热效率,浪费大量燃料。锅炉结生水垢后,受热面的传热性能变差,燃料燃烧时所放出的热量不能迅速传递给炉水,因而大量热量被烟气带走,造成排烟温度升高,增加排烟热损失,使锅炉热效率降低。在这种情况下,要想保住锅炉额定参数,就必须更多地向炉膛投加燃料,并加大鼓风和引风来强化燃烧。其结果是使大量未完全燃烧的物质排出烟囱,无形中增加了燃料消耗。大家知道,锅炉炉膛容
积和炉排面积是一定的,无论投加多少燃料,燃料燃烧是受到限制的,因而锅炉的热效率也就不可能提高。锅炉中水垢结生得越厚,热效率就越低,燃料消耗就越大。实验数据表明,,就要多消耗6%的燃料;为5毫米时,燃料消耗就要达到15%;为8毫米时,燃料消耗量则增至34%。就我国目前40余万台锅炉来看,如果仅一部分锅炉结有不同程度的水垢的话,所浪费的燃料也是十分惊人的。
2、引起金属过热,强度降低,危及安全。锅炉受热面使用的钢材,一般均为碳素钢,在使用过程中,允许金属壁温在450℃以下。锅炉在正常运行时,金属壁温一般在280℃以下。当锅炉受热面无垢时,金属受热后能很快将热量传递给水,此时两者的温差约为30℃。但是,如果受热面结生水垢,情况就不大一样了。例如,当工作压力为1.