鍋爐給水中溶有的鈣、鎂鹽類等雜質(zhì)，在鍋爐運(yùn)行中，隨爐水濃縮和溫度的升高而析出。析出鈣鎂類雜質(zhì)，可在鍋爐的受熱面上形成各種不同密度和不同成分的固體附著物，這些固體附著物稱為水垢。
一、水垢的種類
1、堿土金屬垢：包括以鈣為主要成分的垢，如硫酸鈣垢、硅酸鈣垢、碳酸鈣垢等，以鎂為主要成分的，如氫氧化鎂垢、磷酸鎂垢等。
2、鐵垢：包括以鐵為主要成分的垢，有氧化鐵垢、磷酸鹽鐵垢和硅酸鹽鐵垢。
3、鋁垢：是以鋁為主要成分的垢，如硅酸鋁垢。
4、銅垢：是以金屬銅為主要成分的垢。
硫酸鈣垢堅(jiān)硬而致密，在低壓鍋爐裝置上 ，主要以半水合物或石膏的形式沉淀附著；在鍋爐本體中，以無水化合物的形式沉淀附著。
硅酸鈣垢主要在鍋爐熱負(fù)荷較大的受熱面上形成，它沉淀為硅灰石，垢的硬度較大， 導(dǎo)熱性很差，能牢固地粘附在受熱面上。
碳酸鹽垢有著不同的特性，它既可以是堅(jiān)硬的水垢，又可以是松軟的水渣。當(dāng)爐水進(jìn)行微弱蒸發(fā)時(shí)，碳酸鹽常沉淀成堅(jiān)硬的結(jié)晶狀水垢。 當(dāng)爐水進(jìn)行劇烈沸騰時(shí)，碳酸鹽又常常沉淀為水渣。
氫氧化鎂和磷酸鎂易粘附在鍋爐壁上，形成二次水垢。
水垢成分中大部分是堿土金屬垢（達(dá)90％），還有鐵垢、鋁垢、銅垢等和金屬腐蝕產(chǎn)物及有機(jī)物等。
按水垢的形成程序可分為兩種：一是鹽類雜質(zhì)在受熱面上直接結(jié)晶而形成的一次水垢； 一是易粘附在受熱面上的水渣，再次產(chǎn)生二次水垢。水渣分為兩種，除一種水渣易粘附在受熱面上，形成難以用機(jī)械方式除去的二次水垢外，還有一種水渣呈流動(dòng)狀態(tài)不易粘附在受熱面上，執(zhí)行中可按照排污方法將其排出。由此看來，不論是一次水垢，還是二次水垢或水渣的形成過程，都是在一定環(huán)境和一定條件下形成的，互相牽連，互相制約，所以不可忽視。
二、水垢的形成
水垢和水渣的形成是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)程序， 這個(gè)程序分為兩步：步為鹽類雜質(zhì)由過飽和溶液中析出；第二步為結(jié)晶出來的鹽類雜質(zhì)附著在金屬受熱面上，形成水垢或懸浮在溶液中成為水渣。這個(gè)過程的步容易理解，因?yàn)殄仩t在運(yùn)行過程中， 爐水由于受熱而蒸發(fā)濃縮，致使鹽類雜質(zhì)達(dá)到溶解極限，即溶度積。如果鹽類陰、陽離子的濃度乘積超過其溶度積，此鹽類雜質(zhì)便會(huì)從過飽和溶液中析出。反之，鹽類將繼續(xù)溶解。
在鍋爐運(yùn)行過程中，水中鹽類超過溶度積的原因有以下三點(diǎn)：
1、鍋爐裝置中水的蒸發(fā)濃縮，致使?fàn)t水中鹽類雜質(zhì)濃度升高，逐漸達(dá)到過飽和狀態(tài)。
2、熱力裝置在加 熱程序中，某些離子發(fā)生化學(xué)變化而形成一種難溶的化合物，如水加熱到60～70℃以上時(shí)，重碳酸根轉(zhuǎn)變成碳酸根。水的溫度越高，重碳酸根轉(zhuǎn)變成碳酸根越多，這樣使易溶的重碳酸鹽產(chǎn)生了難溶的碳酸鹽。
3、某種鹽類（如鈣、鎂鹽）的溶解度隨溫度的升高而降低，因此在接近受熱面的水中， 此種鹽類首先應(yīng)超過溶度積而析出。
步所形成的過飽和狀態(tài)溶液很不穩(wěn)定，開始時(shí)是過飽和溶液中發(fā)生鹽類結(jié)晶核心上，極小的微粒逐漸長大成顆粒，最后形成粗結(jié)晶體或絮狀的水垢或水渣。形成水垢或水渣，不僅與鹽類物質(zhì)的化學(xué)成分有關(guān)，而且還取決于鹽類雜質(zhì)和受熱面之間物理化學(xué)因素。 如果金屬受熱面粗糙并伴有凸瘤包時(shí)，便會(huì)成為過飽和溶液產(chǎn)生固態(tài)的結(jié)晶核。金屬受熱面氧化層有相當(dāng)大的附著力，它可成為金屬壁與析出結(jié)晶沉淀物的粘結(jié)中間層。因此，金屬表面粗糙或覆寫一層氧化物時(shí)，鹽類雜質(zhì)沉淀出來將主要成為水垢。 反之，在光潔的受熱金屬面上，則多呈水渣。
三、水垢的危害
水垢直接威脅鍋爐裝置的安全和鍋爐的使用壽命，因?yàn)樗傅膶?dǎo)熱系數(shù)很小。 水垢的導(dǎo)熱系數(shù)比金屬的導(dǎo)熱系數(shù)小幾百倍。因此，即使在受熱面上形成不太厚的水垢，也會(huì)由于熱阻大，使其導(dǎo)熱效率降低，造成熱損失，浪費(fèi)燃料。實(shí)踐證明，鍋爐受熱面結(jié)有 1 毫米的水垢，能使煤的消耗增加 1.5 ～2％左右。 由于受熱面上結(jié)有水垢，會(huì)使金屬管壁局部過熱，當(dāng)壁溫超過其工作允許極限溫度時(shí)，會(huì)使管子鼓包，嚴(yán)重的會(huì)引起鍋爐爆管事故，使人身安全受到威脅。水垢是一種復(fù)雜的鹽類，其中含有鹵素離子，在高溫下對(duì)鐵有腐蝕作用。通過對(duì)鐵質(zhì)水垢的分析，可知它含鐵量達(dá)20～30％左右。水垢侵蝕金屬會(huì)使鍋爐內(nèi)壁變脆，并不斷向鍋爐深處腐蝕。由于清除水垢要停爐、消耗人力、物力，以及造成鍋爐的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。因此，防止水垢和清除水垢是水質(zhì)處理工作中必須解決的問題。
四、水垢的清除方案
1、機(jī)械除垢法：當(dāng)爐內(nèi)有水垢或水渣時(shí)，停爐后放掉爐石，使鍋爐冷卻，采用水沖洗或用螺旋鋼絲刷清除。 如果水垢很堅(jiān)硬，可用高壓水射流情洗、電力或水力帶動(dòng)的清管器來清洗。 此方法只適用于清洗鋼管，不適用于清洗銅管，因?yàn)榍骞芷魅菀讓€~管損傷。
2、常規(guī)水垢化學(xué)除垢法：根據(jù)設(shè)備的材質(zhì)，選用RT-820鍋爐除垢清洗劑或RT-828系列安全強(qiáng)力除垢清洗劑，一般控制溶液濃度為5 ～ 20％，也可根據(jù)水垢的厚度來確定。清洗完畢，先放出廢液，再用清水沖洗，然后將水加滿，并加入水容量 3 ％左右的RT-306鈍化劑，浸泡煮沸 0.5 ～ 1 小時(shí)，放出殘液后，再用清水沖洗一兩次即可。
3、特殊水垢化學(xué)除垢法：對(duì)于硫酸鹽和硅酸鹽水垢、硫酸鹽和硅酸鹽的混合水垢，選用RT-832特殊水垢預(yù)處理清洗劑，一般控制溶液濃度為2～5％，也可根據(jù)水垢的厚度來確定。清洗可不升壓長時(shí)間煮爐，一般不少于 24-48 小時(shí)，清洗后要立即沖掉水渣泥渣。對(duì)于結(jié)垢程度嚴(yán)重的設(shè)備，此方法不能使水垢徹底溶解除去，而是使水垢軟化泥化，需開啟鍋爐再用常規(guī)化學(xué)清洗方法或機(jī)械方法清除泥渣，否則泥渣重新硬化，難以清除。

4、難溶性硫酸鹽水垢化學(xué)除垢法：對(duì)于以硫酸鹽為主的水垢，選用RT-848難溶性水垢清洗劑，可以常溫下噴淋或浸泡除垢，清洗時(shí)間一般不少于5-48 小時(shí)，可根據(jù)水垢的厚度來確定。清洗之后用清水沖洗即可，清洗劑的用量一般情況下約為1公斤的水垢需要清洗劑1-2公斤。系統(tǒng)容量較大時(shí)可適當(dāng)稀釋1～2倍使用。
五、工程師建議
根據(jù)調(diào)查總結(jié)和所得的結(jié)論，提出以下建議，以便更好地進(jìn)行生產(chǎn)和保護(hù)有限資源。
1、經(jīng)常清除水垢，保持鍋爐熱能的高傳導(dǎo)性。
2、對(duì)進(jìn)入鍋爐內(nèi)部的原水進(jìn)行水質(zhì)處理，使有害化學(xué)成分在進(jìn)入鍋爐之前加以去除。  

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