蒸汽鍋爐水處理的特點(diǎn)以及水質(zhì)不良的危害
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一、蒸汽鍋爐水處理的特點(diǎn)
1.高溫
高溫使許多原本較慢的反應(yīng)變得相當(dāng)快，如溶解氧對(duì)鐵的腐蝕，在常溫下較慢，而在蒸汽鍋爐內(nèi)卻相當(dāng)快，往往在補(bǔ)給水入口處就與鐵反應(yīng)，對(duì)這附近的煙管等處造成氧腐蝕，而其它部位則幾乎沒有。同時(shí)高溫也要求鍋爐本體得經(jīng)受住熱脹冷縮的考驗(yàn)，必須保證熱量及時(shí)被水吸收，如果水垢過厚，不但造成能源浪費(fèi)，而且會(huì)由于水側(cè)、火側(cè)的溫差過高，熱脹冷縮的程度相差太大，使某些部位扭曲變形，甚至發(fā)生爆炸。高溫也使碳酸氫鹽的分解速度急劇加快，使碳酸鹽垢的形成速度大大快于常溫。
2.高壓
高壓給鍋爐爆炸帶來隱患，特別是當(dāng)鍋爐局部腐蝕嚴(yán)重時(shí)，由于受壓不均勻，極易發(fā)生爆炸。
3.快速濃縮
由于蒸汽是相對(duì)較純凈的H2O組份，因此隨著蒸汽不斷蒸發(fā)，水中的雜質(zhì)濃度成倍增加，使原本溶解度較大或水中含量較低的鹽，如硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽，都會(huì)因濃度的不斷升高而形成水垢，這一現(xiàn)象特別易發(fā)生在劇烈蒸發(fā)的部位。
二、水質(zhì)不良對(duì)鍋爐的危害
1.腐蝕
金屬構(gòu)件破損鍋爐的省煤器、水冷壁、對(duì)流管束及鍋筒等構(gòu)件會(huì)因水質(zhì)不良而引起腐蝕。結(jié)果這些金屬構(gòu)件變薄和凹陷，甚至穿孔。更為嚴(yán)重的腐蝕會(huì)使金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。被腐蝕的金屬強(qiáng)度顯著降低。因此嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行，縮短鍋爐使用年限，造成經(jīng)濟(jì)上的損失。
增加鍋水中的結(jié)垢成份金屬的腐蝕產(chǎn)物(主要是鐵的氧化物)，被鍋水帶到鍋爐受熱面后，容易與其它雜質(zhì)生成水垢。當(dāng)水垢含鐵時(shí)，傳熱效果更差。例如，含8%鐵并混有二氧化硅的1mm厚的水垢所造成的熱損失，相當(dāng)于4mm厚的其他成份的水垢。
產(chǎn)生垢下腐蝕含有高價(jià)鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬鐵的腐蝕。鐵的腐蝕產(chǎn)物又容易重新結(jié)成水垢。這是一種惡性循環(huán)，它會(huì)導(dǎo)致鍋爐構(gòu)件迅速損壞。尤其對(duì)燃油鍋爐，金屬腐蝕產(chǎn)物的危害更大。
2.汽水共騰
在鍋筒的水、汽界面上，若蒸汽和水不能迅速分離，在鍋水沸騰蒸發(fā)過程中，液面就會(huì)產(chǎn)生泡沫，泡沫薄膜破裂后分離出很多的水滴，這些含鹽很高的水滴不斷被蒸汽帶走，嚴(yán)重時(shí)，蒸汽攜同泡沫一同進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，這種現(xiàn)象稱為汽水共騰。這是由于鍋水中含有過多的氯化鈉、磷酸鈉、油脂和硅化物時(shí)，或者鍋水中的有機(jī)物與堿作用發(fā)生皂化時(shí)而引起的，鍋爐汽水共騰會(huì)發(fā)生以下危害：
(1)蒸汽受到嚴(yán)重污染；
(2)過熱器管和蒸汽流通管道內(nèi)出現(xiàn)積鹽，嚴(yán)重時(shí)能將管道堵塞；
(3)使過熱蒸汽的溫度下降；
(4)水面計(jì)內(nèi)充有氣泡，造成液面分辨不清；
(5)在蒸汽流通系統(tǒng)中產(chǎn)生水錘作用，容易造成蒸汽管路連接部位損壞；
(6)容易引起蒸汽閥門、管路彎頭及熱交換器內(nèi)的腐蝕。
三、鐵垢腐蝕及控制
1.鐵垢腐蝕機(jī)理
關(guān)于氧化鐵垢下面的金屬腐蝕的機(jī)理，至今沒有一個(gè)統(tǒng)一的看法。一種意見認(rèn)為是氧化鐵垢參與了電化學(xué)腐蝕的陰極過程，起著陰極去極化劑的作用。而垢下金屬，由于結(jié)垢使金屬過熱使其保護(hù)膜破壞，成了腐蝕電池的陽極。一種意見是鍋水在垢下濃縮產(chǎn)生堿腐蝕。還有一種意見是垢下金屬因過熱而發(fā)生汽水腐蝕。
2.鐵垢腐蝕的形態(tài)
局部性貝殼狀垢下腐蝕一般是在向火側(cè)管內(nèi)形成黑褐色隆起的腐蝕疙瘩，呈貝殼狀，質(zhì)地堅(jiān)硬，有清晰的層狀，其中也夾雜一些白色物質(zhì)。貝殼狀腐蝕產(chǎn)物與金屬之間一般有一層白色或粉狀的磁性氧化鐵。去掉腐蝕產(chǎn)物后，金屬面呈現(xiàn)出皿狀或槽狀的腐蝕凹坑。
較大面積的結(jié)垢腐蝕垢一般呈黑褐色魚鱗狀，垢下金屬大部分遭到腐蝕，呈現(xiàn)凹凸不平的麻坑，有時(shí)在局部上也有嚴(yán)重的深坑或穿孔，這種垢也較硬，在垢下有時(shí)也有一層白色的鹽質(zhì)或粉狀磁性氧化鐵。
3.防止鐵垢腐蝕的措施
(1)防止給水系統(tǒng)的氧腐蝕和酸腐蝕，盡量減小腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入鍋爐。
(2)對(duì)于進(jìn)入鍋爐的腐蝕產(chǎn)物，采取適當(dāng)?shù)腻亙?nèi)水處理措施。
(3)及時(shí)徹底地消除已經(jīng)形成的氧化鐵垢。(圖/文http://www.jnjrl.com/)
1.高溫
高溫使許多原本較慢的反應(yīng)變得相當(dāng)快，如溶解氧對(duì)鐵的腐蝕，在常溫下較慢，而在蒸汽鍋爐內(nèi)卻相當(dāng)快，往往在補(bǔ)給水入口處就與鐵反應(yīng)，對(duì)這附近的煙管等處造成氧腐蝕，而其它部位則幾乎沒有。同時(shí)高溫也要求鍋爐本體得經(jīng)受住熱脹冷縮的考驗(yàn)，必須保證熱量及時(shí)被水吸收，如果水垢過厚，不但造成能源浪費(fèi)，而且會(huì)由于水側(cè)、火側(cè)的溫差過高，熱脹冷縮的程度相差太大，使某些部位扭曲變形，甚至發(fā)生爆炸。高溫也使碳酸氫鹽的分解速度急劇加快，使碳酸鹽垢的形成速度大大快于常溫。
2.高壓
高壓給鍋爐爆炸帶來隱患，特別是當(dāng)鍋爐局部腐蝕嚴(yán)重時(shí)，由于受壓不均勻，極易發(fā)生爆炸。
3.快速濃縮
由于蒸汽是相對(duì)較純凈的H2O組份，因此隨著蒸汽不斷蒸發(fā)，水中的雜質(zhì)濃度成倍增加，使原本溶解度較大或水中含量較低的鹽，如硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽，都會(huì)因濃度的不斷升高而形成水垢，這一現(xiàn)象特別易發(fā)生在劇烈蒸發(fā)的部位。
二、水質(zhì)不良對(duì)鍋爐的危害
1.腐蝕
金屬構(gòu)件破損鍋爐的省煤器、水冷壁、對(duì)流管束及鍋筒等構(gòu)件會(huì)因水質(zhì)不良而引起腐蝕。結(jié)果這些金屬構(gòu)件變薄和凹陷，甚至穿孔。更為嚴(yán)重的腐蝕會(huì)使金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。被腐蝕的金屬強(qiáng)度顯著降低。因此嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行，縮短鍋爐使用年限，造成經(jīng)濟(jì)上的損失。
增加鍋水中的結(jié)垢成份金屬的腐蝕產(chǎn)物(主要是鐵的氧化物)，被鍋水帶到鍋爐受熱面后，容易與其它雜質(zhì)生成水垢。當(dāng)水垢含鐵時(shí)，傳熱效果更差。例如，含8%鐵并混有二氧化硅的1mm厚的水垢所造成的熱損失，相當(dāng)于4mm厚的其他成份的水垢。
產(chǎn)生垢下腐蝕含有高價(jià)鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬鐵的腐蝕。鐵的腐蝕產(chǎn)物又容易重新結(jié)成水垢。這是一種惡性循環(huán)，它會(huì)導(dǎo)致鍋爐構(gòu)件迅速損壞。尤其對(duì)燃油鍋爐，金屬腐蝕產(chǎn)物的危害更大。
2.汽水共騰
在鍋筒的水、汽界面上，若蒸汽和水不能迅速分離，在鍋水沸騰蒸發(fā)過程中，液面就會(huì)產(chǎn)生泡沫，泡沫薄膜破裂后分離出很多的水滴，這些含鹽很高的水滴不斷被蒸汽帶走，嚴(yán)重時(shí)，蒸汽攜同泡沫一同進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，這種現(xiàn)象稱為汽水共騰。這是由于鍋水中含有過多的氯化鈉、磷酸鈉、油脂和硅化物時(shí)，或者鍋水中的有機(jī)物與堿作用發(fā)生皂化時(shí)而引起的，鍋爐汽水共騰會(huì)發(fā)生以下危害：
(1)蒸汽受到嚴(yán)重污染；
(2)過熱器管和蒸汽流通管道內(nèi)出現(xiàn)積鹽，嚴(yán)重時(shí)能將管道堵塞；
(3)使過熱蒸汽的溫度下降；
(4)水面計(jì)內(nèi)充有氣泡，造成液面分辨不清；
(5)在蒸汽流通系統(tǒng)中產(chǎn)生水錘作用，容易造成蒸汽管路連接部位損壞；
(6)容易引起蒸汽閥門、管路彎頭及熱交換器內(nèi)的腐蝕。
三、鐵垢腐蝕及控制
1.鐵垢腐蝕機(jī)理
關(guān)于氧化鐵垢下面的金屬腐蝕的機(jī)理，至今沒有一個(gè)統(tǒng)一的看法。一種意見認(rèn)為是氧化鐵垢參與了電化學(xué)腐蝕的陰極過程，起著陰極去極化劑的作用。而垢下金屬，由于結(jié)垢使金屬過熱使其保護(hù)膜破壞，成了腐蝕電池的陽極。一種意見是鍋水在垢下濃縮產(chǎn)生堿腐蝕。還有一種意見是垢下金屬因過熱而發(fā)生汽水腐蝕。
2.鐵垢腐蝕的形態(tài)
局部性貝殼狀垢下腐蝕一般是在向火側(cè)管內(nèi)形成黑褐色隆起的腐蝕疙瘩，呈貝殼狀，質(zhì)地堅(jiān)硬，有清晰的層狀，其中也夾雜一些白色物質(zhì)。貝殼狀腐蝕產(chǎn)物與金屬之間一般有一層白色或粉狀的磁性氧化鐵。去掉腐蝕產(chǎn)物后，金屬面呈現(xiàn)出皿狀或槽狀的腐蝕凹坑。
較大面積的結(jié)垢腐蝕垢一般呈黑褐色魚鱗狀，垢下金屬大部分遭到腐蝕，呈現(xiàn)凹凸不平的麻坑，有時(shí)在局部上也有嚴(yán)重的深坑或穿孔，這種垢也較硬，在垢下有時(shí)也有一層白色的鹽質(zhì)或粉狀磁性氧化鐵。
3.防止鐵垢腐蝕的措施
(1)防止給水系統(tǒng)的氧腐蝕和酸腐蝕，盡量減小腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入鍋爐。
(2)對(duì)于進(jìn)入鍋爐的腐蝕產(chǎn)物，采取適當(dāng)?shù)腻亙?nèi)水處理措施。
(3)及時(shí)徹底地消除已經(jīng)形成的氧化鐵垢。(圖/文http://www.jnjrl.com/)
