鍋爐的結(jié)垢和腐蝕是鍋爐維護(hù)和檢修中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問題,因?yàn)榻Y(jié)垢和腐蝕會(huì)給鍋爐帶來的各種問題,不僅威脅到鍋爐的安全運(yùn)行,而且大大增加鍋爐的維護(hù)和檢修成本,縮短鍋爐的使用壽命。對(duì)于鍋爐的結(jié)垢和腐蝕問題,應(yīng)深入分析其產(chǎn)生的原因,及時(shí)采取有效防范措施,為鍋爐的安全、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供有力保障。
一.鍋爐結(jié)垢
1.結(jié)垢的危害
(1)影響傳熱效果。由于水垢的導(dǎo)熱系數(shù)只有鋼鐵的幾十分之一,鍋爐受熱面結(jié)水垢必然造成傳熱效率降低。據(jù)估算鍋爐受熱面水垢厚度每增加1mm,傳熱效率即降低 5%以上。
(2)影響安全運(yùn)行。鍋爐的受熱面溫度一般要比爐水的溫度高六到十度左右,但是水垢的存在,會(huì)使受熱面的溫度升高,金屬過熱產(chǎn)生蠕變,從而導(dǎo)致金屬鼓包甚至爆破,嚴(yán)重影響鍋爐的安全運(yùn)行。
(3)增加大氣污染。鍋爐受熱面結(jié)垢必然導(dǎo)致熱效率下降,要保證鍋爐出力必須加大燃料的用量,燃料特別是煤的用量增加,會(huì)增加大氣污染,影響空氣質(zhì)量。
(4)破壞水循環(huán)。受熱面特別是水冷壁管、對(duì)流管等內(nèi)部結(jié)垢,會(huì)影響正常的鍋爐水汽循環(huán),造成循環(huán)阻滯,破壞正常的水循環(huán)。
2.結(jié)垢的原因
(1)碳酸鹽、硫酸鹽水垢
碳酸鹽、硫酸鹽水垢形成的原因是由于鍋爐給水中存在鈣、鎂鹽類,其重碳酸鹽在高溫鍋水中會(huì)轉(zhuǎn)化為碳酸鹽,碳酸鹽、硫酸鹽等溶解度隨溫度的升高而降低,到一定程度會(huì)析出水垢。碳酸鹽水垢,一般是在受熱比較不強(qiáng)烈的地方形成的;硫酸鹽水垢則一般在高溫狀態(tài)下發(fā)生沉淀,常發(fā)生在受熱比較強(qiáng)烈的受熱面上,在鍋爐的水冷壁管以及對(duì)流管束中很常見。
(2)硅酸鹽水垢
硅酸鹽水垢的化學(xué)成分主要是鋁、鐵的硅酸化合物,其化學(xué)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,這種水垢質(zhì)地最硬,并且導(dǎo)熱性非常差,所以其危害最大,一般在鍋爐熱負(fù)荷高的爐管中形成。
(3)氧化鐵水垢
氧化鐵水垢的主要成分是鐵的化合物,鍋爐在正常運(yùn)行情況下,水中氧含量很低,不會(huì)對(duì)鍋爐造成氧腐蝕。但如果水中溶氧量增加,就可能使金屬表面產(chǎn)生氧腐蝕,生成氧化鐵產(chǎn)物溶解在鍋爐水中,并在高溫作用下,逐漸形成氧化鐵水垢。
結(jié)垢對(duì)于鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行危害非常大,因?yàn)樗碾[蔽性特征,容易被忽視,但是由于結(jié)垢而導(dǎo)致的鍋爐安全事故卻占很大一個(gè)比例。只有了解結(jié)垢產(chǎn)生的原因,找到解決的方法,通過采取相應(yīng)的措施避免結(jié)垢的產(chǎn)生,才能從根本上確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
二.鍋爐腐蝕
1.腐蝕的危害
鍋爐發(fā)生腐蝕會(huì)使金屬的有效厚度減薄,破壞了金屬內(nèi)部金相組織,金屬的力學(xué)性能變差,承壓能力降低,造成鍋爐的使用壽命縮短,以至提前報(bào)廢。鍋爐腐蝕有時(shí)可能造成爐管穿孔泄漏,甚至發(fā)生鍋爐爆炸等嚴(yán)重事故,嚴(yán)重威脅人身和設(shè)備安全。
2.腐蝕的原因
(1)水側(cè)腐蝕
①溶解氧腐蝕
鋼材最容易受到水中溶解氧的腐蝕。鋼鐵氧腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕,鐵和氧形成兩個(gè)電極,形成腐蝕電池,鐵在電池中不斷的失電子,氧不斷得到電子,所以鐵是陽極,氧是陰極,鐵不斷被消耗,不斷被腐蝕,形成溶解氧腐蝕。
②游離二氧化碳腐蝕
水中能夠溶解二氧化碳,生成碳酸,使水呈酸性,水中的氫離子的濃度不斷增大發(fā)生氫去極化腐蝕。二氧化碳腐蝕,從腐蝕電池角度來看, 是氫的去極化腐蝕。溫度升高會(huì)使碳酸電離出來的氫離子更多,更容易造成腐蝕。
③沉積物下腐蝕
鍋爐內(nèi)部的金屬表面存在結(jié)垢時(shí),結(jié)垢底下易發(fā)生腐蝕,這種腐蝕稱為沉積物下腐蝕,其主要包括:酸性腐蝕和堿性腐蝕。酸性腐蝕是當(dāng)水中含有較多的氯化鎂和氯化鈣時(shí),沉積物中的氯化鎂、氯化鈣與鍋水發(fā)生反應(yīng)形成氫氧化鎂和氫氧化鈣以及鹽(HCl),使pH值下降,對(duì)鋼材形成酸腐蝕。堿性腐蝕是水中含有氫氧化鈉的時(shí)候,且鍋水的pH值大于13時(shí),金屬壁的氧化保護(hù)膜被NaOH溶解,電化學(xué)腐蝕加劇,就會(huì)發(fā)生堿性腐蝕。
(2)氣側(cè)腐蝕
灰致腐蝕,在高溫條件下,鍋爐中的爐灰形成低熔點(diǎn)的化合物,在鍋爐爐管表面凝結(jié)形成熔融層,這樣就會(huì)使原有的氧化層保護(hù)膜失效,從而造成爐管材料的氧化腐蝕。露點(diǎn)腐蝕,燃燒生成SO2、SO3,當(dāng)換熱面的外表面溫度低于煙氣露點(diǎn)溫度時(shí),在換熱面上就會(huì)形成硫酸霧露珠,導(dǎo)致?lián)Q熱面腐蝕。
腐蝕對(duì)于鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行危害非常大,因?yàn)樗碾[蔽性特征,容易被忽視,但是由于腐蝕而導(dǎo)致的鍋爐安全事故卻占很大一個(gè)比例。只有了解腐蝕產(chǎn)生的原因,找到解決的方法,通過采取相應(yīng)的措施避免腐蝕的產(chǎn)生,才能從根本上確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
綜上所述,只有弄清鍋爐結(jié)垢及腐蝕的原因,才能對(duì)癥下藥。更好的解決鍋爐結(jié)垢及腐蝕問題。