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1、论文论文 锅炉水垢的形成及清除方法综述锅炉水垢的形成及清除方法综述锅炉水垢的形成及清除方法综述【摘要】锅炉水垢的形成会降低锅炉的传热效率，影响锅炉的安全运行并缩短锅炉寿命，大大降低锅炉运行的经济性。本文对锅炉水垢的形成、种类及性质进行研究，分析了水垢的危害，对当前应用于清除锅炉水垢的方法进行了介绍，并提出了预防水垢的措施。【关键词】锅炉;水垢;危害;化学清洗;预防锅炉是以水为介质生产蒸汽或热水的热工主要设备，在人类生活和生产中起到重要作用。锅炉所用的水并不是绝对纯净的天然水，里面含有各种杂质，会引起水垢的生成。锅炉水垢的形成会降低锅炉的传热效率，影响锅炉的安全运行并缩短锅炉寿命，大大降低锅炉运
2、行的经济性，所以对水垢的清除和预防是必须的。1.水垢的形成锅炉给水中含有一定量的钙、镁离子及其他重金属离子，锅炉运行期间，钙、镁等离子吸收热量，会与溶解在水中的二氧化碳发生化学反应，生成难溶物质析出。水在炉内被加热生成水蒸气，炉水中钙、镁碳酸盐的浓度越来越高，而且某些钙、镁盐的溶解度随着水温度的升高而降低，当达到一定浓度时，就会从水中分离出来形成固体沉淀。这些固体沉淀会附着在锅炉内表面上，随着厚度的增加成为阻碍热量传递的水垢。2.水垢的种类和性质按照化学成分的不同水垢可以分为以下几类:2.1 碳酸盐水垢碳酸盐水垢是最常见的，这种水垢主要出现在水未沸腾处，颜色为白色，其主要组分为碳酸钙，也含有少
3、量碳酸镁和氢氧化镁。碳酸盐水垢的硬度与水的 pH 值有关，pH 值比较大时，为松软垢渣，pH 值比较小时，则生成硬度大的水垢附着在锅炉内壁。2.2 硫酸盐水垢硫酸盐水垢主要出现在锅炉热负荷较高的受热面，颜色为黄白色，其主要组分为硫酸钙、二水合硫酸钙以及一水合二硫酸钙，这种水垢坚硬且致密。2.3 硅酸盐水垢硅酸盐水垢主要出现在锅炉受热最强的部位，如水冷壁内。颜色为灰白色，其主要组分为硅灰石、沸石以及少量镁橄榄石。硅酸盐水垢十分坚硬且导热性极差。2.4 含油水垢含油水垢是在水中混入油脂之后形成的水垢，一般含油量在 5%以上，外观呈黑色，质地比较松软，常沉积在锅炉温度最高的部位上，导热系数很小，只有
4、 0.1 千卡/米?时?度。2.5 混合水垢混合水垢的组分包括碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化铁以及四氧化三铁等，各种组分所占比例并不是确定的，混合水垢的性质随着组分不同而有着较大的差别1。3.水垢的危害水垢的导热性很差，其危害主要包括四个方面。3.1 降低锅炉传热效率，造成燃料浪费水垢的导热性很差，导热系数只是钢材的 1/50,1/30。水垢附着在受热面上后，热量传递困难，燃料产生的热量不能很好地传递给锅炉水，使锅炉水吸收热量减少，大量热量被烟气带走，造成热量浪费。为了使锅炉工作时达到其额定参数，则需要添加比正常工作时为多的燃料，从而造成了燃料浪费。据试验，在锅炉壁上生成 1mm
5、 厚水垢，会多消耗 5,8,燃料，锅炉效率降低 1,2,。3.2 危及锅炉安全运行，缩短锅炉寿命水垢导热性能极差，使受热面吸收的能量不能被及时传递给炉水，导致结垢的受热面工作温度增高，当温度超过了钢材所能承受的温度时，金属强度就会显著降低，导致金属过热变形，易使锅炉钢板鼓包或爆裂。如果不能及时除去水垢，会使锅炉壁遭到破坏，缩短锅炉使用寿命。3.3 降低锅炉经济运行水垢的存在影响锅炉的正常运行，需要定时清除，而且水垢的存在会缩短锅炉寿命并影响其安全运行，需要增加检修量，浪费大量资金。清除锅炉水垢所需的各种化学药品采购和应用，也需要大量的人力和物力。3.4 增加大气污染水垢的导热系数很低，使锅炉的
6、热效率下降，大量热量被烟气带出，造成热量浪费。与无垢状态相比，锅炉额定工作参数下会排出更多的烟尘、二氧化硫以及其它有害物质，对大气的污染更为严重2。4.水垢清除方法4.1 机械法除垢机械法除垢即利用各种铲、削工具或专门的铣管器直接从锅炉壁上清除水垢，近年来利用高压水射流除垢得到广泛的应用。机械法除垢操作简单，易于实行，但是这种方法劳动强度大，清除不彻底，增加传热面的粗糙度，所以锅炉清洗通常以化学法为主。4.2 化学法除垢4.2.1 碱洗法碱洗法就是根据实际情况，将不同品种、不同浓度(一般保持碱的质量分数在3%左右为宜)的碱液注入锅炉，然后在一定的压力下加热进行除垢。碱洗法比较简单，费用低，但需
7、要较长时间才能达到除垢的效果。在实际中主要采用酸洗法除垢。4.2.2 酸洗法由于价格原因，锅炉水垢酸洗以盐酸为主。盐酸能与水垢的组分如钙、镁碳酸盐及氢氧化物起作用，生成易溶于水的盐和挥发物。盐酸不但有溶解作用，而且能使附着在金属表面的氧化物剥离下来。酸洗采用的酸还有硫酸、硝酸、甲酸、乙酸等。酸洗前必须检查测定不同部位水垢的厚度，估算酸的用量及浓度。虽然酸洗可以除去水垢，但也对金属有腐蚀性，所以在酸洗过程中需加入缓蚀剂以阻止或减缓对金属的腐蚀。常见的缓蚀剂有乌洛托品、若定、沈 1-D 等3。5.水垢的预防5.1 锅内水处理锅内水处理是指向炉水中加入化学药品，与炉水中的钙、镁离子形成疏松的沉渣，然
8、后用排污的方法将沉渣排出炉外，起到防止锅炉结垢的作用，这种方法一般适用于小型低压锅炉。锅内水处理常用的药品有:磷酸三钠、碳酸钠、氢氧化钠及有机胶体等。采用锅内水处理方法时，需及时将化学反应生成的沉渣排出炉外。加药方法分为定期和连续加药两种，而对于蒸汽锅炉，建议采用连续加药法。5.2 锅外水处理锅外水处理方法即是对加入锅炉的水进行软化，去除水中容易产生水垢的粒子，这种方法对各种锅炉都适用。其中一种锅外水处理方法为石灰-纯碱软化法，即向水中加入适量的生石灰和纯碱对水进行软化。石灰-纯碱软化法有冷法和热法两种。也可以采用离子交换法对所要加入的水进行软化，采用这种方法时须对水质定时进行检测，按时序进行
9、树脂塔的切换和再生，并检验再生效果。其中离子交换剂分无机和有机两大类。5.3 合理操作锅炉排污在锅炉运行中，由于蒸发作用锅炉水的钙、镁等离子的浓度越来越高，十分容易产生沉淀进而沉积为水垢。因此需要合理操作锅炉，根据锅炉水的离子浓度进行排污，减少水垢产生的几率。6.结束语水垢的产生不但影响锅炉的经济运行，而且危害生产安全，并加重空气污染。对水垢的预防以及水垢产生后的清除都是十分必要的。现在国内外对水垢的清洗都有了很多安全、经济的方法，但都还存在各自的问题，锅炉的物理清洗、微生物清洗方法正在尝试中。科【参考文献】,姚继贤,张辉.工业锅炉防垢除垢技术M.2006,8.,李君喜.工业锅炉水垢的危害、防范措施及清除方法J.现代企业教育.2006,(18):144-155.,张德孝.锅炉水垢的清洗J.清洗世界.2004,20(7):29-34.
论文锅炉水垢的形成及清除方法综述
