水垢的特性及危害

来源：本站整理 | 点击： | 录入时间：2020-12-15

水垢的特性及其危害

       人们最关心的是水垢的导热系数。对于锅炉来说导热系数的大小，直接影响到锅炉的效率，甚至严重危及锅炉的安全运行或缩短锅炉的使用寿命；对于冷却水系统来说，它直接影响到传热效率和冷却水的耗用量。水垢的导热系数比金属低得多，一般为0.058~5.8w/m.k。金属钢管的导热系数比水垢的导热系数大6~1000倍。水垢的导热系数随其成分和结构的变化而在较大的范围内波动。资料表明，水垢的导热系数在200℃以下基本是一个常数，不随温度而变化。各类水垢的特性见表2-1.

      锅炉受热面内部无论积存何种较厚的水垢都是有害的，冷却水热交换系统也是这样。归纳起来，其危害性主要有以下几点：

      （1）增加锅炉的耗煤量

       当锅炉内表面结有水垢时，增加了传热的阻力。为了保持受热面的蒸发速度，就要多供给热量提高炉壁温度，使锅炉的耗煤量增加。

      （2）降低受热面的金属强度

       钢材的机械强度随温度的升高而降低。当低碳钢钢材温度超过315℃时，其机械应力即达到屈服点。如果超过450℃时，钢材即产生蠕变。当锅炉受热面内表面结有导热性差的水垢时，受热面不能很快被炉水冷却，则易产生钢材局部过热、变形、龟裂甚至爆管事故。某炉管内部因结有3mm厚的水垢，管壁温度由280℃（工作压力为1MPa）增至580℃，钢材抗拉强度从40kg.f/mm2降到10 kg.f/mm2，造成炉管爆裂。

      （3）降低锅炉的利用率

       由于水垢的生成，产气率下降，需要定期清除水垢或处理事故，势必造成停产，给工业生产带来直接影响。

      （4）缩短锅炉使用寿命

        水垢的生成导致热交换管工作温度的升高，使锅炉炉管火侧的氧化家具，使用寿命缩短。

       （5）增加了燃煤对大气的污染

        由于水垢的生成，使锅炉热效率下降，导致排烟温度升高，不仅使热损失增加，而且还要带出更多的烟尘、二氧化硫以及其他有害物质，使大气受到更加严重的污染。

                                表 2-1各类水垢的特性

水垢种类	水垢特性	导热系数（w/m.k）
含有油质水垢	坚硬	0.12
硅酸盐水垢（含SiO2 20%~25%或更高）	坚硬	0.058~0.23
无定型碳酸盐水垢 （CaCO2.MgCO3）	软	0.23~1.2
碳酸盐水垢 （CaCO3+ MgCO3）>50%	无定形粉末状变成坚硬状态	0.58~5.8
石膏状水垢(含CaCO4≥50%)	坚硬	0.58~2.3
混合物水垢 CaSO4 ,CaCO3，MgCO3，CaSiO3,Fe2O3,Fe3O4,MgSO4等）	坚硬	0.81

 

(6)降低热交换系统效能，增加冷却水耗用量

水垢的生成，使热交换系统热阻增加，传热速度降低。为了弥补这一点，就需要加大热交换系统传热面积，或增加冷却水用量以增加温差，否则就不能保证设计要求的冷却效果。

（7）增加管内水流阻力，甚至堵塞管线

        污垢在管内沉积，减小了水流的截面积，增大了水流阻力，降低了流速，增大了动力消耗，严重时堵塞管线，更难处理。