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工业锅炉运行一段时间后,结构主要以水垢为主,其水垢的组成、成分和结垢速度一般与下列因素有关:锅炉水中溶解固形物的含量、硬度、碱度、ph值;锅炉给水水质的预处理和软化处理情况;炉内介质的温度;压力;锅炉运行时间;锅炉补水率;锅炉运行管理情况;锅炉停用保养情况。

(1)钙镁碳酸氢盐的热分解形成碳酸盐垢,天然水中钙离子、镁离子和碳酸氢离子的总含量约占可溶性杂质总质量的60%以上,他们在受热时将失去部分二氧化碳而形成水垢。

    

碳酸钙在水中的溶解度不足7㎎/L,氢氧化镁的溶解度与之接近。如果锅炉补充水的硬度是200㎎/L碳酸钙,则每补充1 t水,将产生193g以上的水垢。这是工业锅炉水垢的主要来源之一。其主要分布在直接受热部位,如水冷壁管、下降管内侧。呈灰白色,厚而坚硬,阻热极大。

 

椐科学测算,锅炉内壁每结一毫米的水垢,就白白烧掉8%的煤炭.而目前广泛采用的传统习惯的锅炉燃煤方式,还是按照锅炉水垢结到一定程度以后才进行清洗和维护.甚至水垢结到4—5㎜厚,发生爆管现象才进行清洗,在这个结垢过程中,不知有多少煤炭不知不觉被浪费掉,锅炉也受到不同程度的损坏,而目前普遍人们现在认为这是正常的锅炉燃烧方式,

  水垢的性质因水垢的种类而异,对锅炉工作影响大的是水垢的导热系数及硬度等物理性质,水垢的导热系数是表示水垢传导热量多少快慢的系数,直接影响锅炉的传热效果和金属壁温,影响锅炉的安全性和经济性;水垢的硬度是指水垢的坚硬程度,关系着锅炉结垢后是否易于清除,清除水垢是否需要花费较高的代价,是否损坏锅炉,对锅炉的安全经济运行也有重要影响。

一、浪费燃料,降低锅炉的热效率

由传热学所知,通过固体壁面传热量的多少取决于:

1、壁面两边的温度差

  壁面两边的温度差越大,传热量就越大。由火焰通过金属壁面向水蒸汽。传热时,火焰温度越高,水和蒸汽的温度越低,壁面两边的温差越大,传递的热量越多。

2、传热壁面面积的大小

  壁面面积越大,传递热量越多,壁面面积越小,传递热量越少。

3、导热系数与壁厚的比值

  壁面导热系数截面越大,壁厚越小,其比值就越大,相应地传递热量就越多;壁面导热系数越小,壁厚越大,其比值越小,相应的传热量就越少。

  当锅炉受热面结垢时,本来通过金属壁面传递热量变成了金属层和垢层两层壁传递热量,此时传热面积变化不大,如果壁面两边的温差也变化不大的话,由于垢层导热系数非常小,传热壁面加厚,使得阻力,大大增加,传热量明显降低。即使垢层仅有1mm厚即会明显地降低产气量,增高排烟温度,造成能源浪费。

在沉积水垢的情况下,为了保持原有的蒸发量和蒸汽(热水)参数,就得多烧燃料以提高火焰和烟气温度,这部分多投入的燃料就是因结垢而造成的燃料损失。据粗略估算,受热面结1mm水垢,热效率下降5%,锅炉浪费燃料8%。

二、提高结垢部位金属壁的温度

    金属结垢后就会过热,金属会出现蠕伸、变型、鼓包,严重时发生过热暴管。

  水垢层是位于金属壁面和受热介质—水气之间的,由于水垢层导热系数小,有显著的隔热作用,结垢后大幅度提高金属壁面的温度。据估算,对蒸发受热面,沉积水垢的炉胆常会过热塌陷,沉积水垢的受热锅壳(锅筒)常会过热鼓包,沉积水垢的受热面管子则常会过热暴管。

三、影响介子流动

  蒸发受热面管子结垢后,由于吸热量减少,流通截面减少,流动阻力增大,对锅炉的循环造成不利的影响。结垢严重的时甚至堵塞管子,影响介子流动,无法清除时只好将锅炉报废。

四、造成经济浪费

  沉积水垢即使有法清除,需要大量的人力、物力、财力。造成经济浪费,垢对金属的改变,影响寿命引发锅炉炸裂事件。

五、影响系统散热

  在众多的生活供暖系统、给水温度、回水温度及散热面积均符合国家规定标准,诸多的原因是系统管路结垢影响了流量,或者是散热器结垢阻碍了散热。


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