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水垢的危害

水垢的危害

根據科學測算,鍋爐內壁每結一毫米的水垢,就白白浪費8%的煤炭。而目前使用鍋爐的方式,還是按照鍋爐水垢結到一定程度以后才進行清洗和維護。甚至水垢結到4—5毫米厚,發生爆管現象才進行清洗,在這個結垢過程中,不知有多少煤炭不知不覺被浪費掉,鍋爐也受到不同程度的損壞,而目前人們普遍認為這是正常的鍋爐使用方式
   水垢的性質因水垢的種類而異,對鍋爐工作影響大的是水垢的導熱系數及硬度等物理性質,水垢的導熱系數是表示水垢傳導熱量多少,傳遞速度快慢的系數,直接影響鍋爐的傳熱效果和金屬壁溫,影響鍋爐的安全性和經濟性;水垢的硬度是指水垢的堅硬程度,關系著鍋爐結垢后是否易于清除,清除水垢是否需要花費較高的代價,是否損壞鍋爐,對鍋爐的安全經濟運行也有重要影響。               
常見水垢的導熱系數和堅硬程度表:

水垢種類

碳酸鹽

硫酸鹽水垢

硅酸鹽垢

油 垢

導熱系數λW/m?k

0.585.82

0.582.33

0.060.23

0.12

堅硬程度隨析出時的外界條件而異    
   普通碳鋼在常溫下的導熱系數為46.5 W/m?k,各種水垢的導熱系數小意味著水垢層傳熱性能差,傳熱阻力大。因而結垢對鍋爐工作的危害是:
一、浪費燃料,降低鍋爐的熱效率
由傳熱學所知,通過固體壁面傳熱量的多少取決于:
1、壁面兩邊的溫度差
壁面兩邊的溫度差越大,傳熱量就越大。由火焰通過金屬壁面向水和蒸汽側傳熱時,火焰溫度越高,水和蒸汽的溫度越低,壁面兩邊的溫差越大,傳遞的熱量越多。
2、傳熱壁面面積的大小
壁面面積越大,傳遞熱量越多,壁面面積越小,傳遞熱量越少。
3、導熱系數與壁厚的比值
壁面導熱系數一定,壁厚越小,其比值越大,相應地傳遞熱量就越多;壁面導熱系數一定,壁厚越大,其比值越小,相應的傳熱量就越少。
當鍋爐受熱面結垢時,本來通過金屬壁面傳遞熱量變成了金屬層和垢層兩層壁傳遞熱量,此時傳熱面積變化不大,如果壁面兩邊的溫差也變化不大,由于垢層導熱系數非常小,傳熱壁面加厚,使得傳熱阻力,大大增加,傳熱量明顯降低。即使垢層僅有1mm即會明顯地降低熱水與蒸汽的產生量高排煙溫度,造成能源浪費。
在沉積水垢的情況下,為了保持原有鍋爐出力,就得多燒燃料以提高火焰和煙氣溫度,這部分多投入的燃料就是因結垢而造成的燃料損失。據粗略估算,受熱面結1mm水垢,熱效率下降5%,鍋爐浪費燃料8%
二、提高結垢部位金屬壁的溫度
金屬結垢后就會過熱,出現蠕伸、變型、鼓包,嚴重時發生過熱暴管。
水垢層是位于金屬壁面和受熱介質水氣之間,由于水垢層導熱系數小,有顯著的隔熱作用,結垢后大幅度提高金屬壁面的溫度。據估算,對蒸發受熱面,沉積水垢的爐膽常會過熱塌陷,沉積水垢的受熱鍋殼(鍋筒)常會過熱鼓包,沉積水垢的受熱面管子則常會過熱暴管。
三、影響介子流動
蒸發受熱面管子結垢后,由于吸熱量減少,流通截面減少,流動阻力增大,對鍋爐的循環造成不利的影響。結垢嚴重的時甚至堵塞管子,影響介子流動,無法清除時只好將鍋爐報廢。
四、造成經濟浪費
沉積水垢即使有法清除,需要大量的人力、物力、財力。造成經濟浪費,垢對金屬的改變,影響壽命引發鍋爐爆炸事件。
五、影響系統散熱
在眾多的生活供暖系統、給水溫度、回水溫度及散熱面積均符合國家規定標準,諸多的原因是系統管路結垢影響了流量,或者是散熱器結垢阻礙了散熱。

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