一、水垢對鍋爐的危害

　　水垢是一種牢固附著在金屬表面上的沉積物，它對鍋爐的危害主要有以下幾點：①鍋爐的受熱面損壞。水垢的導(dǎo)熱性能很差，1mm水垢的熱阻相當(dāng)于20mm厚的鋼板。鍋爐在處于有垢狀態(tài)時，要達(dá)到跟無垢狀態(tài)時相同的爐水溫度，受熱面管壁的溫度必然要升高。當(dāng)溫度超過金屬所能承受的允許溫度時，就會引起鼓包和爆管事故。②沉積物下的腐蝕。因為鍋爐金屬表面覆蓋水垢時，破壞了正常的鍋爐水循環(huán)，容易引起爐管過熱，同時引起沉積物下的腐蝕。③浪費燃料。1mm的水垢浪費燃料為3%—10%，不利于節(jié)能和環(huán)保。④熱效率降低。水垢的導(dǎo)熱性能很差，燃料燃燒放出的熱量不能有效地傳遞給水，降低了鍋爐的熱效率。⑤影響正常生產(chǎn)。鍋爐結(jié)垢后就需要酸洗，既影響正常生產(chǎn)，又耗費大量的人力、物力和財力。⑥縮短鍋爐的使用壽命。

　　二、水垢結(jié)生的機理

　　熱水鍋爐跟蒸汽鍋爐結(jié)生水垢的機理不同：蒸汽鍋爐內(nèi)的水垢是由于鍋爐內(nèi)的水質(zhì)不合格造成的，熱水鍋爐結(jié)生的水垢一方面來源于鍋爐水，另一方面來源于管網(wǎng)系統(tǒng)的腐蝕。由于熱水鍋爐的水主要存在于管網(wǎng)和用戶這個大的采暖系統(tǒng)中，因此對于熱水鍋爐，在保證給水合格的條件下，加強停爐期間對采暖系統(tǒng)的保養(yǎng)，能夠有效防止熱水鍋爐的結(jié)垢。

　　熱水鍋爐內(nèi)的沉積物主要是由水垢、淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物構(gòu)成。人們通常把淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物三者稱為污垢，它們的來源主要是系統(tǒng)內(nèi)的水循環(huán)到鍋爐內(nèi)造成的。污垢一般是由顆粒細(xì)小的泥沙、塵土、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀的氫氧化物、雜質(zhì)碎屑、腐蝕產(chǎn)物、菌藻的尸體及粘性分泌物等組成。這些物質(zhì)本身是不會形成硬垢的，但是它們在水的循環(huán)過程中受到了CaCO3微結(jié)晶的晶核作用，這樣就加速了CaCO3析出結(jié)晶的過程。當(dāng)存有這些物質(zhì)的水流經(jīng)鍋爐受熱面時，容易形成污垢沉積物，特別是流速慢的部分(如水冷壁管)污垢沉積物更多，這種沉積物體積較大，質(zhì)地疏松稀軟，稱為軟垢，是引起垢下腐蝕的主要原因。當(dāng)防腐措施不當(dāng)時，鍋爐受熱面經(jīng)常會有銹瘤附著，其外殼堅硬，內(nèi)部疏松多孔，且分布不均，常與水垢、微生物、粘泥等一起沉積在受熱面上。這種銹瘤狀的腐蝕產(chǎn)物除了影響傳熱以外，還加速了鍋爐水垢的生成。

　　熱水鍋爐采暖系統(tǒng)的材質(zhì)主要是金屬，在非采暖期的大部分時間里，由于忽視保養(yǎng)或保養(yǎng)不當(dāng)，整個系統(tǒng)一直在進(jìn)行著以下幾種腐蝕：

　　1、水中溶解氧和二氧化碳引起的腐蝕：地下水中的溶解氧濃度一般小于0.1mg/l，鍋爐運行時，由于加熱，熱水系統(tǒng)中氧的濃度幾乎為零，氧對于鍋爐的腐蝕非常小。停爐后，由于采暖系統(tǒng)缺水，其內(nèi)部處于潮濕的環(huán)境中，金屬表面附著一層水，水中O2和CO2的濃度迅速增大，金屬受到O2和CO2的腐蝕加快，鐵的腐蝕產(chǎn)物增加。

　　2、腐蝕產(chǎn)物引起的腐蝕：鐵銹跟氧氣一樣，可以作為腐蝕反應(yīng)的去極化劑，其總的反應(yīng)如下：

　　
　　3、微生物引起的腐蝕：微生物排出的黏液、無機物和泥沙雜物等形成沉積物，附著在金屬表面，形成氧的濃差電池，促使金屬腐蝕。此外，在金屬表面和沉積物之間缺乏氧，一些厭氧菌（主要是硫酸鹽還原菌）得以繁殖，在25—30℃時繁殖最快，它分解水中的硫酸鹽，產(chǎn)生H₂S，引起碳鋼腐蝕：
　　
　　鐵細(xì)菌是鋼鐵銹瘤產(chǎn)生的主要原因，它能使Fe²⁺氧化為Fe³⁺,釋放的能量供給細(xì)菌生存需要：
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　　鐵細(xì)菌又稱“沉積細(xì)菌”，它能把水中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為不溶于水的Fe₂O₃的水合物，作為其代謝作用的一部分，在水中產(chǎn)生大量的氫氧化鐵。
　　鐵細(xì)菌還通過銹瘤建立氧的濃差電池，從而引起鋼鐵腐蝕。
產(chǎn)黏泥細(xì)菌是系統(tǒng)中數(shù)量最大的一類有害菌，它能產(chǎn)生一種膠狀的、黏性的或黏膠狀的、附著力很強的沉積物，這種沉積物很容易附著在金屬表面，引起垢下腐蝕。
藻類對采暖系統(tǒng)的危害也很大。藍(lán)藻適宜在32—40℃，pH值6—8.9的環(huán)境中生長，在潤濕的條件下，繁殖非常快，死后形成污泥。硅藻喜歡生長在光線較暗，溫度較低的環(huán)境中，初春或者深秋大量繁殖，細(xì)胞壁充滿聚合的白色二氧化硅，是產(chǎn)生硅污泥的原因。
　　在鍋爐運行時，這些腐蝕產(chǎn)物隨著水的循環(huán)進(jìn)入到鍋爐內(nèi)部，鍋爐水中鐵的化合物濃度和微生物產(chǎn)生的污泥濃度增加。鍋爐水中鐵的化合物形態(tài)主要是膠態(tài)的氧化鐵，也有少量較大顆粒的氧化鐵和溶解狀態(tài)的氧化鐵，膠態(tài)氧化鐵帶正電荷，當(dāng)鍋爐本體局部地區(qū)的熱負(fù)荷過高時，該部位的金屬表面與其他部分的金屬表面之間產(chǎn)生電位差。熱負(fù)荷很高的區(qū)域，金屬表面因電子集中而帶負(fù)電荷，這樣帶正電荷的氧化鐵微粒就向帶負(fù)電荷的金屬表面聚集，結(jié)果形成氧化鐵垢，由于氧化鐵垢的導(dǎo)熱性很差，致使鍋爐受熱面的熱負(fù)荷增大，產(chǎn)生的電位差增大，加快了氧化鐵垢的形成。當(dāng)金屬氧化物達(dá)到一定的厚度時，由于爐膛內(nèi)產(chǎn)生的熱量不能及時地傳遞給水，就會引起水冷壁管的爆破。微生物產(chǎn)生的污泥，一方面在鍋爐內(nèi)部形成泥垢，另一方面，也起到晶核的作用，加速水垢的生成。

　　三、結(jié)論

　　在非采暖期加強對采暖系統(tǒng)的保養(yǎng)，能夠有效防止上述各種腐蝕產(chǎn)物的形成，阻止熱水鍋爐結(jié)垢，為鍋爐的安全運行創(chuàng)造條件，還可以大大延長鍋爐的使用壽命。

　　參考文獻(xiàn)：

　　⑴《鍋爐水處理技術(shù)問答》，陳潔、楊東方編著，化學(xué)工業(yè)出版社出版發(fā)行，北京，2003年。

　　⑵《鍋爐水處理檢驗規(guī)則》和《鍋爐水處理監(jiān)督管理規(guī)則》，中華人民共和國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布，新華出版社出版發(fā)行，北京，2008年。

　　⑶《鍋爐水處理技術(shù)》，張兆杰、桑清蓮主編，黃河水利出版社出版，鄭州，2006年。

　　⑷《實用清洗技術(shù)手冊》，梁治齊主編，化學(xué)工業(yè)出版社，北京，2005年。