1、水垢的形成及性质 :
水垢的形成是一个复杂的物理化学过程，其原因有内因和外因两个方面。一是水中有钙、镁离子及其它重金属离子存在,是水垢形成的根本原因也叫内因;二是固态物质从过饱和的炉水中沉淀析出并粘附在金属受热面上,是水垢形成的外因。当含有钙、镁等盐类杂质的水进入锅炉后,吸收高温烟气传给的热量,钙、镁盐类杂质便会发生化学反应,生成难溶物质析出。随着炉水的不断蒸发逐渐浓缩,当达到一定浓度时,析出物就会成为固体沉淀析出,附着在锅筒、水冷壁管等受热面的内壁上,形成一层“膜”,阻碍热量传递,这层“膜”称之为水垢。
水垢的组成或成分是比较复杂的,通常都不是一种单一化合物,而是以一种化学成分为主,并同时含有其它化学成分。按其水垢的化学成分,一般可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、氧化铁水垢、含油水垢、混合水垢及泥垢等几种。水垢是一种导热性能极差的物质,仅为锅炉钢材的十分之一到数百分之一(钢材的导热系数为46.5～58.2w/m.k),是“百害之源”。在各种水垢中,硅酸盐水垢最为坚硬,导热性能非常小,容易附着在锅炉受热面最强的蒸发面上,是危害最大的一种水垢。
2、水垢的预防：
要保证锅炉不结垢或薄垢运行,就要加强锅炉给水处理,这是保证锅炉安全和经济运行的重要环节。预防水垢生成,通常采用下列方法来预防:
锅内水处理。此法主要是向炉水中加入化学药品,与炉水中形成水垢的钙、镁盐形成疏松的沉渣,然后用排污的方法将沉渣排出炉外,起到防止(或减少)锅炉结垢的作用。炉内加药水处理一般用于小型低压火管锅炉。锅内水处理常用的药品有:磷酸三钠、碳酸钠(纯碱)、氢氧化钠(火碱、也称烧碱)及有机胶体(栲胶)等。加药时,应首先将各种药品配制成溶液,然后再加入锅炉内。通常磷酸三钠的溶液浓度为5～8%,碳酸钠的溶液浓度不大于5%,氢氧化钠的浓度不大于 1～2%。加药方法有定期和连续加药两种。定期加药主要靠加药罐进行加药;连续加药则在给水设备前,将药连续加入给水中。对于蒸汽锅炉,最好采用连续加药法,这样可使炉内保持药液的均匀。凡采用锅内水处理的,应加强锅炉排污,使已形成的泥渣、泥垢等排出炉外,收到较好效果。
锅外水处理。这种方法适用于各种的锅炉。目前锅外水处理效果可靠的有石灰 纯碱软化法,是向已经澄清的水中加入适量的生石灰和纯碱达到软化目的。石灰──纯碱软化法有冷法和热法两种。冷法是在室温下进行,使水中残余硬度降至 1.5～2毫克当量/升。热法是将水温加热到20～80℃,使水中残余硬度降至0.3～0.4毫克当量/升。因此,应尽量采用热法,以提高软化效果。离子交换软化法主要是依靠钠离子交换器中的交换树脂进行软化处理。由于交换树脂吸附能力强,能将游离在水中的钙、镁离子吸附,从而使锅炉给水硬度达到合格标准。离子交换剂有无机和有机两大类。无机交换树脂只能进行表面交换,软化效果差,使用较少。而有机交换树脂的特点是颗粒核心结构疏松,交换反应在颗粒表面和内部同时可进行,软化效果好,故使用较多。