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          鍋爐的結垢、危害及防垢技術(二)

          發表時間:2019-02-23
            垢的危害
                 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λ(W/m?k) 0.58~5.82 0.58~2.33 0.06~0.23 0.12
          堅硬程度 隨析出場所而異 堅硬密實 堅 硬 堅 硬
             
                 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:
          1、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蒸汽。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
          壁面導熱系數截面越大,壁厚越小,其比值就越大,相應地傳遞熱量就越多;壁面導熱系數越小,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的話,由于垢層導熱系數非常小,傳熱壁面加厚,使得阻力,大大增加,傳熱量明顯降低。即使垢層僅有1mm厚即會明顯地降低產氣量,增高排煙溫度,造成能源浪費。
          在沉積水垢的情況下,為了保持原有的蒸發量和蒸汽(熱水)參數,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%。
          2、提高結垢部位金屬壁的溫度
                  金屬結垢后就會過熱,金屬會出現蠕伸、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—水氣之間的,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。
          3、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。
          4、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。
          5、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。
          6、垢下腐蝕 
          鍋爐的垢下腐蝕是相當嚴重,也非常普遍,因大部或局部的結垢所導致的腐蝕破壞也很多。

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