《水垢的形成及危害》PPT课件

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1、第8章水垢的形成及防止8.1水垢的形成及分类8.2水垢的危害及防止8.3水垢及腐蚀产物的分析8.4锅炉的化学清洗8.5600MW汽包炉化学清洗实例应8.6600MW超临界炉化学清洗实例§8.1水垢的形成及分类1.  水垢的特征及组成热力设备内的水垢，其外观、物性和化学组成等特性因水垢生成部位不同、水质不同以及受热面热负荷不同等原因而有很大差异。例如，有的水垢坚硬，有的水垢较软；有的水垢致密，有的多孔隙；有的紧紧地与金属连在一起，有的与金属表面的联系较疏松。水垢颜色也各不相同。为了研究水垢产生的原因，找出防垢的方法，除了应该仔细观察各部位水垢的外观特征之外，最重要的是确

2、定水垢的化学组成。1.1组成水垢的化学组成一般比较复杂，它不是一种简单的化合物，而是由许多化合物混合组成的。通常用高价氧化物表示水垢的化学成分。这样便于计算，分析结果又比较接近于水垢中各物质存在的真实情况。水垢中各种物质主要以氧化物和盐类形式存在。总的来说可以分成两大部分即酸性氧化物和碱性氧化物。如Na2O、CaO、MgO、CuO等都是碱性氧化物，SO3、CO2、SiO2和P2O5等都是酸性氧化物。酸性氧化物和碱性氧化物互相反应生成盐，例如：CaO+CO2→CaCO3↓。水垢中的铁可能以Fe3O4或FeO存在，水垢中的铜可能以Cu2O或Cu存在，而化学分析结果都以它们

3、的高价氧化物Fe3O4和CuO表示，这就会使分析结果偏大。为了校正偏差，要进行水垢的灼烧增减量的测定，即在高温(850-900℃)下先灼烧垢样，冷却后再称量，求灼烧后水垢重量的增加或减少(称为灼烧增量或灼烧减量)。灼烧会使水垢中低价的氧化铁、金属铜等氧化成高价氧化物，从而增重：2Fe3O4+1/2O2→3Fe2O3;Cu+1/2O2→CuO灼烧还会使水垢中含有的有机物、油脂燃烧，变成CO2气体逸出；还能使水垢中的碳酸盐分解，逸出CO2气体：CaCO3→CaO+CO2所以，含有有机物、油脂和碳酸盐的水垢灼烧后会减重。测定灼烧增减量，对于研究水垢的组成是有益的。一般来说，

4、水垢化学分析的结果，把各种成分的重量百分率相加后，再减去灼烧增量或加上灼烧减量，应该在95%-100%的范围内。否则，表明化学分析的项目未做全或有遗漏，或者表明化学分析时有较大的误差。水垢中的化学成分虽然很复杂，但往往以某种化学成分为主。例如，直接使用天然水(或自来水)的小型低压锅炉，其水垢的主要成分是碳酸钙等钙镁化合物。以一级钠离子交换软化水作补给水的中低压锅炉，因凝汽器泄漏，冷却水(天然水)进入给水的锅炉，其锅内水垢的主要成分为碳酸钙、硫酸钙、硅酸钙等组分。以二级钠离了交换作补给水的普通高压锅炉，常因补给水除硅不完全或者汽轮机凝汽器泄漏等原因，锅炉水冷壁管内生成以

5、复杂硅酸盐为主要成分的水垢。以除盐水作补给水的高压和超高压锅炉，由于凝汽器的严密性较高，水处理工艺也较完善，天然水中常见的一些杂质已经基本上除掉，给水水质较纯，给水中的杂质主要是热力系统金属结构材料的腐蚀产物，这类锅炉水冷壁管内的水垢，其化学成分往往以Fe、Cu为主。鉴于以上情况，为了便于研究水垢形成的原因、防止及消除的方法，通常将水垢按其主要化学成份分为以下几类：钙镁水垢、硅酸盐垢、氧化铁垢和铜垢等。下面分别讨论其形成原因。2．钙镁水垢在钙、镁水垢中，钙、镁盐的含量常常很大，甚至可达90%左右、这类水垢又可按其主要化合物的形态分成：碳酸钙水垢(CaCO3)、硫酸钙水

6、垢(CaSO4、CaSO4·2H2O、2CaSO4·H2O)、硅酸钙水垢(CaSiO3、5CaO·5SiO2·H2O)、镁垢{Mg(OH)2、Mg3(PO4)2}等。碳酸盐水垢，容易在锅炉省煤器、加热器、给水管道以及凝汽器冷却水通道和冷水塔中生成。硫酸钙和硅酸钙水垢，主要在热负荷较高的受热面上，如锅炉炉管、蒸发器和蒸汽发生器内等处生成。形成钙、镁水垢的原因是：水中钙、镁盐类的离子浓度乘积大大超过了溶度积，这些盐类从过饱和溶液中结晶析出并附着在受热面上。水中析出物之所以能附着在受热面上，是因为受热面金属表面粗糙不平，有许多微小的凸起的小丘。这些小丘，能成为溶液中析出固体

7、时的结晶核心。此外，因金属受热面上常常覆盖着一层氧化物(即所谓氧化膜)，这种氧化物有相当的吸附能力，能成为金属壁和由溶液中析出物的粘结层。在各种热交换器中，水中钙、镁盐类的浓度超过溶解度的原因，有以下几方面：2.1随温度的升高，某些钙、镁化合物在水中的溶解度下降。2.2在水不断受热蒸发时，水中盐类逐渐浓缩。2.3在水被加热的过程中，水中某些钙、镁盐类因发生化学反应，从易溶于水的物质变成难溶的物质而析出。例如在水中发生碳酸氢钙和碳酸氢镁的热分解反应：Ca(HCO3)2→CaCO3+H2O+CO2Mg(HCO3)2→Mg(OH)2+CO2水中析出的盐类物