【正文】 碳酸鹽水垢 ， 容易在鍋爐省煤器 、 加熱器 、 給水管道以及凝汽器冷卻水通道和冷水塔中生成 。2H2O、2CaSO4 以除鹽水作補(bǔ)給水的高壓和超高壓鍋爐 ， 由于凝汽器的嚴(yán)密性較高 ， 水處理工藝也較完善 ， 天然水中常見的一些雜質(zhì)已經(jīng)基本上除掉 ， 給水水質(zhì)較純 ， 給水中的雜質(zhì)主要是熱力系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)材料的腐蝕產(chǎn)物 ， 這類鍋爐水冷壁管內(nèi)的水垢 ， 其化學(xué)成分往往以 Fe、 Cu為主 。 水垢中的化學(xué)成分雖然很復(fù)雜 ， 但往往以某種化學(xué)成分為主 。Cu+1/2O2 → CuO 灼燒還會使水垢中含有的有機(jī)物 、 油脂燃燒 ， 變成 CO2氣體逸出；還能使水垢中的碳酸鹽分解 ， 逸出 CO2氣體： CaCO3 →CaO + CO2 所以 ， 含有有機(jī)物 、 油脂和碳酸鹽的水垢灼燒后會減重 。 酸性氧化物和堿性氧化物互相反應(yīng)生成鹽 ，例如： CaO+CO2→CaCO 3↓ 。 這樣便于計算 ， 分析結(jié)果又比較接近于水垢中各物質(zhì)存在的真實(shí)情況 。 水垢顏色也各不相同 。第 8章 水垢的形成及防止 水垢的形成及分類 水垢的危害及防止 水垢及腐蝕產(chǎn)物的分析 鍋爐的化學(xué)清洗 600MW汽包爐化學(xué)清洗實(shí)例應(yīng) 600MW超臨界爐化學(xué)清洗實(shí)例 167。 為了研究水垢產(chǎn)生的原因 ， 找出防垢的方法 ， 除了應(yīng)該仔細(xì)觀察各部位水垢的外觀特征之外 ， 最重要的是確定水垢的化學(xué)組成 。 水垢中各種物質(zhì)主要以氧化物和鹽類形式存在 。 水垢中的鐵可能以 Fe3O4或 FeO存在 ， 水垢中的銅可能以 Cu2O或 Cu存在 ， 而化學(xué)分析結(jié)果都以它們的高價氧化物 Fe3O4和 CuO表示 ， 這就會使分析結(jié)果偏大 。 測定灼燒增減量 ， 對于研究水垢的組成是有益的 。 例如 ， 直接使用天然水(或自來水 )的小型低壓鍋爐 ， 其水垢的主要成分是碳酸鈣等鈣鎂化合物 。 鑒于以上情況 ，為了便于研究水垢形成的原因 、 防止及消除的方法 ， 通常將水垢按其主要化學(xué)成份分為以下幾類：鈣鎂水垢 、 硅酸鹽垢 、 氧化鐵垢和銅垢等 。H2O)、 硅酸鈣水垢 (CaSiO3 、 5CaO 硫酸鈣和硅酸鈣水垢 ， 主要在熱負(fù)荷較高的受熱面上 ， 如鍋爐爐管 、 蒸發(fā)器和蒸汽發(fā)生器內(nèi)等處生成 。 此外 ， 因金屬受熱面上常常覆蓋著一層氧化物 (即所謂氧化膜 )， 這種氧化物有相當(dāng)?shù)奈侥芰?， 能成為金屬壁和由溶液中析出物的粘結(jié)層 。 例如在水中發(fā)生碳酸氫鈣和碳酸氫鎂的熱分解反應(yīng)： Ca(HCO3)2→CaCO 3 +H2O + CO2 Mg(HCO3)2→Mg(O H) 2 + CO2 水中析出的鹽類物質(zhì) ， 可能成為水垢 ， 也可能成為水渣 ， 這不僅決定于它的化學(xué)成分和結(jié)晶形態(tài) ， 而且還與析出時的條件有關(guān) 。Fe2O3 2H2O) 、 鈉沸石(Na2O3Al2O3 關(guān)于硅酸鹽水垢的形成機(jī)理 ， 目前仍不很清楚 。SiO2 對于更復(fù)雜的硅酸鹽水垢 ， 則認(rèn)為是由析出在高熱負(fù)荷的爐管上的鈉鹽 、 熔融狀態(tài)苛性鈉及鐵 、 鋁的氧化物相互作用而生成的 。 氧化鐵垢最容易在高參數(shù)和大容量的鍋爐內(nèi)生成 ， 但在其它鍋爐中也可能產(chǎn)生 。 氧化鐵垢的形成與爐水中鐵的氧化物的含量和爐管上的局部熱負(fù)荷直接相關(guān) 。 作者對某電廠亞臨界汽包爐 , 水冷壁割管取樣 ,進(jìn)行 X射線衍射物相分析得到主要成份為四氧化三鐵 。在坑口相遇發(fā)生二次腐蝕反應(yīng)： Fe2++2OH－ → Fe(OH)2。腐蝕機(jī)理推測：在金屬表面凹下處，能量較低，電位低，鐵容易失電子，電子沿金屬向電位高處運(yùn)動，由于靜電引力作用，鐵離子也要向外運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到坑邊緣處正好碰上從正極過來的負(fù)離子氯、磷、硫等生成了二次腐蝕產(chǎn)物。 結(jié)論 垢 樣 分 析 垢樣的制備 垢和腐蝕產(chǎn)物的數(shù)量不多，顆粒大小也差別不大，因此，可直接破碎成1mm左右的試樣，然后用四分法將試樣縮分。其余沒有磨細(xì)的試樣，應(yīng)放回原來的廣口瓶中妥善保存，供復(fù)核校對使用。 ?試樣的分解 用化學(xué)方法將固體試樣分解 、 使待測定的成分 (元素 )溶解到溶液中的過程 。 常用試樣分解方法有 酸溶法 和 熔融法 兩種 ， 應(yīng)針對試樣種類 ， 選擇分解試樣的方法 。 將溶解液傾入 500mL容量瓶 ， 用蒸餾水稀釋至刻度 ， 所得溶液為多項(xiàng)分析試液 。 另外氫氧化鈉可以降低垢樣熔點(diǎn) 。杯上蓋表面皿在水浴里加熱 5～10min，充分地浸取熔塊。將此溶液冷卻后，傾入 500mL容量瓶，用水稀釋 至刻度，所得溶液即為多項(xiàng)分析試液。 (1) 操作方法 稱取干燥的試樣 (稱準(zhǔn)至 )， 置于裝有 ，用鉑絲把碳酸鈉和試樣混勻 ， 再用 。 邊攪拌熔塊 ， 邊迅速加入 10～ 15mL濃鹽酸 ， 再在水浴里加熱 5～ 10min。 化學(xué)方法鑒定是通過垢和腐蝕產(chǎn)物與某些化學(xué)試劑發(fā)生特征反應(yīng)來鑒別某些成分 。 若 pH值大于 9， 說明有氫氧化鈉 、 磷酸三鈉等強(qiáng)堿性鹽類存在；若 pH值小于 9， 說明試樣中無強(qiáng)堿性鹽類存在 。 若有白色沉淀物生成 ， 且加酸不溶解 ， 說明有水溶性硫酸鹽存在 。碳酸鹽含量越高，泡沬越多 碳酸鹽 鹽酸和硝酸 溶解緩慢，可看到白色不溶物 硅酸鹽 冷鹽酸 (難溶 ) 加硝酸加熱后溶解 溶解后溶液呈淡黃色。繼續(xù)加氨水，氫氧化銅溶解，生成銅氨絡(luò)離子，藍(lán)色加深。鹽垢分析程序如圖 , 垢及腐蝕產(chǎn)物的分析程序如圖 。 灼燒減 （ 增 ） 量為 450℃ 和 900℃ 下的灼燒減 （ 增 ） 量之和 。 S%=100%177。 鍋爐的化學(xué)清洗 鍋爐的化學(xué)清洗就是用溶有化學(xué)藥品的水溶液 ， 清除鍋爐爐管內(nèi)表面的水垢 、 腐蝕產(chǎn)物及其它污垢 ， 使設(shè)備金屬表面清潔 ， 并處于鈍化狀態(tài) 。 影響鍋爐啟動時間 。 一般新建直流鍋爐和 ， 在投運(yùn)前應(yīng)進(jìn)行酸洗 。 化學(xué)清洗的范圍 化學(xué)清洗的范圍應(yīng)根據(jù)鍋爐的類型 、 參數(shù) ， 新建和運(yùn)行鍋爐的不同點(diǎn)而有所差別 。 一般情況下 ， 過熱器具有中間再熱機(jī)組的再熱器用蒸汽吹洗 。 常用的清洗劑有鹽酸 、 氫氟酸 、 檸檬酸和乙二胺四乙酸 (EDTA)。 (3)在所使用的清洗液的濃度和溫度范圍內(nèi) ， 在整個清洗過程中能保持抑制腐蝕的性能 。 對于鐵的氧化物的溶解反應(yīng)如下： FeO+2HCl═FeCl2+H2O Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O 當(dāng)鹽酸與鐵的氧化物作用時 ， 特別是與金屬基體處的 FeO反應(yīng) ， 能減弱氧化皮與金屬的結(jié)合力 ，而從金屬表面剝離下來 。 (2) 氫氟酸 氫氟酸對 Fe3O Fe2O3和硅化合物有很強(qiáng)的溶解能力 ， 低濃度的氫氟酸就能與 SiO2發(fā)生反應(yīng)： SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O 在溫度較低的情況下 ， 氫氟酸對 Fe3O Fe2O3也有較強(qiáng)的溶解能力 ， 是一種很好的清洗劑 。 因此用 EDTA作清洗劑 ， 達(dá)到清洗和鈍化一步完成 。 如有的電廠用 1％ 氫氟酸和％ 甲酸組成復(fù)合清洗劑 ， 清洗運(yùn)行鍋爐 ， 取得了較好的效果 。 在這樣的條件下 ， 清洗液主要成分是檸檬酸單銨 ， 與溶液中鐵離子生成易溶的絡(luò)合物 ， 清洗效果較好 ， 反應(yīng)式如下： Fe2O3+3NH4H2C6H5O7═NH4FeC6H5O7+2NH4(FeC6H5O7OH)+2H2O 因此 ， 水中呈游離狀的 Fe3+減少 ， 從而減輕了對金屬的腐蝕性 。 緩蝕劑 緩蝕劑是一種能減輕酸液對金屬腐蝕的藥品 。 (4)對金屬的機(jī)械性能和金相組織無影響 。 它們可單獨(dú)使用 ， 也可幾種混合使用 。 按其作用分為三大類： (1)防止氧化性離子對鋼鐵腐蝕的添加劑 。 Cu2+還會在鋼鐵表面上發(fā)生鍍銅反應(yīng) ， 使鋼鐵進(jìn)一步遭受腐蝕 ， 所以 ， 在清洗液中 Fe3+和 Cu2+過多 ， 腐蝕現(xiàn)象很明顯， 使鋼鐵表面粗糙 ， 甚至造成點(diǎn)蝕 。 可加配合 （ 絡(luò)合 ） 劑， 如硫脲 、 氟化物等 ， 濃度為 ％ ～ ％ 。 用鹽酸清洗含硅酸鹽水垢時 ， 可加氟化鈉或氟化銨 ， 加入量可按清洗液 ％ — ％ 確定 。 酸洗前先用加有表面活性劑的堿液煮爐 ， 洗凈鍋內(nèi)的油污 ， 利于下一步化學(xué)清洗 ， 常用藥劑是含有合成洗滌劑 （ 如 401和 601洗凈劑等 ） 的氫氧化鈉 、 磷酸三鈉和磷酸二氫鈉混合物 。 垢的取樣是否有代表性以及垢樣分析是否正確往往是清洗質(zhì)量好壞的關(guān)鍵 ， 取樣