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一:锅炉水垢的成因
锅炉给水中所含有的杂质进入锅炉以后,经过不断地蒸发和浓缩,达到过饱和程度时,就会在锅炉金属表面上析出固相的沉淀物,俗称“水垢”,具体地说,就是水中某些溶解盐类,由于炉水温度升高,或因溶解度降低而沉淀出来或因分解形成难溶的盐类,例如,硫酸钙、硅酸钨在温度升高时,其溶解度急骤降低;碳酸氢钙和碳酸氢镁退热分解成难以溶解的碳酸钙和氢氧化镁的沉淀物。与此同时,锅炉在连续给水、连续蒸发过程,纯净的水变成蒸汽由锅炉达出,使水中的盐类留在炉内不断浓缩,含量不断升高,在炉水含盐程度达到饱和状态,至过饱和状态时,一些钙、镁盐类就从水中析出,生成沉淀物。这些沉淀物的一部分沾在受热面上,形成坚硬或松软的水垢;另一部分则悬浮在炉水中,随炉水循环而流动,当受热面处水循环不良、流速降低时,则沉积因受热而形成二次水垢,或者沉积于流速本来就不高的锅炉下部,形成泥垢,随定期排污或者手动排污而排出炉外。
水垢的产生,在很大程度上还决定锅炉的运行状态。水的蒸发速率越大,沸腾强度越高,循环性能越好,水循环可以减少水垢在锅炉蒸发面上集结的数量。与此相反蒸发速率越小,沸腾强度和循环速度越低,就容易在锅炉蒸发面上结成水垢。
二:水垢的常见类型及性质
由于水垢的结生与给水的组成、性质以及锅炉的结构、锅炉运行状况等许多因素有关,使水垢在成分上有很大的区别。按其化学组成,水垢大致可以分为以下几种。
碳酸盐水垢
碳酸盐水垢的成分以碳酸钙为主,也有少量的碳酸镁。碳酸钙多为白色的,也有微黄色的。由于结生的条件不同,可以是坚硬、致密的硬质水垢,多结生在热强度高的部位;也可以是疏松的软质水垢,多结生在温度比较低的部位,如锅炉的节能器、进水管口等处。一般热水锅炉多为碳酸盐水垢。碳酸盐水垢在5%的盐酸溶液中,大部分可溶解,同时会产生大量的气泡,反应结束后,溶液中不溶物很少。
硫酸盐水垢
硫酸盐水垢其主要成分是硫酸钙。硫酸盐水垢多为白色,也有微黄色的,特别坚硬、致密,手感滑腻。此种水垢多结生在锅炉内温度最高、蒸发强度最大的蒸发面上。硫酸盐水垢在盐酸溶液中很少产生气泡,溶解很少,加入10%氯化钡溶液后,生成大量的白色沉淀物。
硅酸盐水垢
硅酸盐水垢的主要成分是硬硅钙石或镁橄榄石;另一种是软质的硅酸镁主要成分是蛇纹石。此水垢二氧化硅的含量都在20%以上。硅酸盐水垢在盐酸中不溶解,加热后其成分部分地缓慢溶解,有透明状态砂粒沉淀物,加入1%HF可缓慢溶解。
磷酸盐水垢
磷酸盐水垢外观为灰白色,质地较为疏松。磷酸盐水垢的附着能力差,容易用捅刷刮磨等方法除去。不受热部分的磷酸盐垢松软,呈堆积状。磷酸盐垢随受热面的热流强度和金属温度升高而结垢严重,垢质也变得坚硬难除。
混合水垢
混合水垢是上述各种水垢的混合物,很难指出其中哪一种是主要的成分。混合水垢色杂,可以看出层次,主要是由于使用不同水质或水处理方法不同造成的,多结生在锅炉高、低温区的交界处。混合水垢可以大部分溶解在稀盐酸中,也会产生气泡,溶液中有残留水垢的碎片或泥状物。
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