【正文】 2. 形成原因：有兩種說法一種認為，在水中析出并附坐在受熱面上的一些物質(zhì)，在高熱負荷的作用下。 （ 3） 對給水的組成中有生產(chǎn)返回水的熱電廠，其返回水的硬度不應超過允許值。 第三節(jié) 水垢的形成及防止 一、 鈣鎂 水垢 ： （ 1） 徹底除掉補給水中的硬度。 （ 2） 易粘附在受熱面上轉(zhuǎn)化成水垢的水渣。 二、 水渣的特性 1. 組成：形成水渣的主要物質(zhì)通常為：碳酸鈣、氫氧化鎂、堿式碳酸鎂、磷酸鎂、堿式磷酸鈣、蛇紋石、鎂橄欖石以及金屬的腐蝕產(chǎn)物。 一、 水垢的特性 1. 分類：按其化學成分分成以下幾類：鈣鎂水垢、硅酸鹽水垢、氧化鐵垢和銅垢等。 （ 2） 鍋爐是鉚接或脹接 的，而且在這些部位有不嚴密的地方，因而發(fā)生水質(zhì)局部濃縮的過程； （ 3） 金屬中有很大的應力 第二節(jié) 水垢與水渣 郭內(nèi)水質(zhì)不良，經(jīng)過一段時間運行后，受熱面與水接觸的管壁上就會生成一些固體附著物，這種現(xiàn)象常稱為結(jié)垢，這些固體附著物叫水垢。 3. 苛性脆化：使鍋爐金屬的一種特殊的腐蝕形式，引起這種腐蝕的主要因素是水中的苛性鈉是受腐蝕的金屬發(fā)生脆化，故稱苛性脆化。 在鍋爐汽包的管道結(jié)合處，會發(fā)生疲勞腐蝕。鍋爐金屬的應力腐蝕有應力腐蝕疲勞、應力腐蝕開裂及苛性脆化等幾種不同類型。（ 2）蒸汽過熱器中。 三、 水蒸汽腐蝕 當過熱蒸汽溫度高達 4500Ｃ時，它就要和碳鋼發(fā)生反應；在 450－之間時，他們的反應生成物為 Fe3O4 當溫度達 5700Ｃ以上時反應生成物為 Fe2O3這兩種反應都是化學反應，所引起的腐蝕都是屬于化學腐蝕。 3. 引起沉積物下腐蝕的運行條件 （ 1） 結(jié)垢物質(zhì)帶入爐內(nèi) （ 2） 凝汽器泄漏 （ 3） 補給水水質(zhì)不良。嚴重時管壁未變薄，就會爆管。這種腐蝕常發(fā)生在多孔沉積物下面，是由于沉積物下面的酸性增強而產(chǎn)生的。當腐蝕坑達到一定的深度后，管壁變薄，這是便會因為過熱而鼓包或爆管。這種腐蝕常發(fā)生在多孔沉積物下面，是由于沉積物下面的堿性增強而產(chǎn)生的。如鍋爐水中有游離ＮａＯＨ，那么在沉積物下會因爐水濃縮形成很高濃度的ＯＨ — ，發(fā)生堿腐蝕。并且反應產(chǎn)物ＣＨ 4會在金屬內(nèi)部產(chǎn)生壓力，使金屬組織逐漸產(chǎn)生裂紋。由于陰極反應發(fā)生在沉積物下，生成的Ｈ 2 受到沉積物的阻礙不能很快擴散到汽水混合物區(qū)域，因此促使金屬管壁和沉積物之間積累其多量氫。在高（ pH＞ 13）下，腐蝕加快的原因是金屬表面的 Fe3O4保護膜溶于溶液中而遭到破壞，所以隨著 pH 值的增高，腐蝕速度迅速增大。當 pH 值為 10～ 12 使腐蝕的速度最小， pH 值過高過低都會使腐蝕速度加快。 第九章 汽包鍋爐水汽系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢及其防止 第一節(jié) 水汽系統(tǒng)的腐蝕及其防止 一、 氧腐蝕 1. 除氧器運行不正常 2. 鍋爐在基建和停用期間無防護 二、 沉積物下腐蝕 1. 原理 在正常的運行條件下 ，鍋爐內(nèi)金屬表面上覆蓋著一層 Fe3O4膜，這是金屬表面在高溫下形成的，這樣的膜是致密的，具有良好的保護性能，鍋爐可以不遭到腐蝕。但是研究證明，當 水中電解質(zhì)濃度非常小，一至水的電導率低于 ，水中溶解氧就不再對鋼鐵具有腐蝕性，相反，溶解氧能夠促使鋼鐵表面形成保護膜，從而抑制腐蝕。實踐證明，當水中除了有氨以外，還含有氧化性物質(zhì)時，卻有可能發(fā)生這種腐蝕。 2. 注意事項。 （ 3） 在射汽式抽氣器中，蒸汽凝結(jié)水的 NH3 量和 CO2 量要比汽輪機凝結(jié)水的低，因為抽氣器內(nèi)的蒸汽中 NH3 量與 CO2量的比值要比汽輪機凝結(jié)水的小。這樣，當采用氨處理給水時，在熱力系統(tǒng)各部位中 NH3 和 CO2的分布就大不相同，其分布情況比較復雜，難以精確估算，大致情況如下： （ 1） 在熱力除氧器中，被除去的 NH3 量和 CO2量的比值，必進水中 NH3 量和 CO2量的比值小，也就是說，出水的 pH 值比進水的高。 1. 給水氨處理 在相同的溫度下，因為 NH3的分配系數(shù)比 CO2小，所以當水蒸汽冷凝成凝結(jié)水時 ,最初形成的凝結(jié)水中 NH3 和 CO2的比值要比蒸汽中的大。因為隨著水的 pH 值增大，鋼鐵的腐蝕明顯減少。對聯(lián)氨進行化驗時，不允許用嘴吸移液管來吸取含有聯(lián)氨的溶液。工作人 員應配備膠皮手套和護目鏡等防護用品，操作地點應有良好的通風和水源。聯(lián)氨保存在露天倉庫或可燃物倉庫中，不允許有明火。 3. 注意事項 聯(lián)氨具有揮發(fā)性、有毒、易燃燒，所以在保存、輸送和化驗等方面，應特別注意。 如在 300℃和 pH 值約為 9 時， N2H4 完全溶解需要 10 分鐘，而它和氧的反映在幾秒鐘內(nèi)便可完成。 （ 2） 必須使水維持一定的 pH 值， 9－ 11。在高溫（ t＞ 200℃）水中 N2H4可以將 Fe2O3還原成 Fe3O4以致 Fe，反應式： 6 Fe2O3＋ N2H4 4 Fe3O4 ＋ N2＋ 2H2O 2 Fe3O4 ＋ N2H4 6 FeO＋ N2＋ 2H2O 2 FeO ＋ N2H4 2Fe＋ N2＋ 2H2O N2H4 還能將 CuO 還原成 Cu2O 或 Cu，反應式如下： 4CuO＋ N2H4 2Cu2O＋ N2＋ 2H2O 2Cu2O＋ N2H4 4Cu＋ N2＋ 2H2O 聯(lián)氨的這些性質(zhì)可以用來防止鍋內(nèi)結(jié)鐵垢和銅垢。 1. 聯(lián)氨 聯(lián)氨是一種還原劑，特別是在堿性水溶液中，它是一種和強的還原劑。對高壓及更高參數(shù)的鍋爐進行化學除氧所常用的藥品為聯(lián)氨。 （ 5） 補給水率。 （ 2） 負荷。 （ 4） 并列運行的各臺除氧器負荷應均勻。 （ 2） 解吸出來的氣體應能通暢的排走。熱力法可以將給水中絕大部分溶解氧除掉，化學法可以除熱力法所難以完全除盡的殘留溶解氧。 這種腐蝕的特征是金屬表面沒有腐蝕產(chǎn)物，而是隨著氧含量的多少，呈現(xiàn)或大或小的潰瘍狀態(tài)，且腐蝕速度很快。 3. 同時有溶解氧和游離二氧化碳的腐蝕 1） 水系統(tǒng)中如果同時存在氧和游離二氧化碳，那么鋼的腐蝕更加嚴重。 2. 游離二氧化碳的腐蝕 1） 原理：當水中有游離二氧化碳存在時，水呈酸性： CO2 + H2O = H+ + HCO3— 由于水中 H＋ 的量增多，就會產(chǎn)生氫去極化腐蝕： 陽極反應，鐵遭到腐蝕： Fe = Fe2+ + 2e 陰極反應： 2H＋ + 2e = H2 2） 腐蝕特征：腐蝕部位金屬均勻變薄。 h b) 按腐蝕深度 : mm / a 12. 影響金屬腐蝕的內(nèi)在因素： a) 金屬的種類、結(jié)構(gòu) b) 金屬中含有雜質(zhì)的種類、數(shù)量 c) 金屬內(nèi)部的應力 13. 影響金屬腐蝕的外在因素： a) 水的溶解氧量 b) 水的 pH值 c) 溫度 d) 鹽類的含量和成分 e) 水的流速 f) 振動 g) 壓力 h) 細菌 14. 防止金屬電化學腐蝕的方法： a) 選用合適的金屬材料 b) 對于金屬接觸的介質(zhì)進行處理 第二節(jié) 給水系統(tǒng)金屬的腐蝕 給水中含有的氧和二氧化碳，常常是引起給水系統(tǒng)中金屬腐蝕的主要因素 1. 溶解氧腐蝕 1） 原理 ：鐵受水中溶解氧的腐蝕是一種電化學腐蝕，鐵和氧形成兩個電極，組成腐蝕電池： 鐵是陽極，遭到腐蝕： Fe = Fe2+ + 2e 氧是陽極，進行還原： O2 + 2H2O + 4e = 4OH— 2） 腐蝕特征：表面形成許多小型鼓包，直徑字 1mm 至 20mm、 30mm 不等，稱為潰瘍腐蝕，鼓包表面的顏色有黃褐色到磚紅色不等，次層是黑色粉末狀物，當將這些腐蝕產(chǎn)物全部清除后，會出現(xiàn)腐蝕造成的陷坑。它必須具有下列性質(zhì)才能起到保護作用：必須是致密的，沒有微孔，腐蝕介質(zhì)不能 透過；能將整個金屬表面全部完整的遮蓋住；不易從金屬上脫落。 9. 極化和去極化：腐蝕電池中當電池形成閉合回路時，即使時間非常短，其兩極是電位差也互比原先的數(shù)值小得多，這種現(xiàn)象稱為極化；在發(fā)生電化學腐蝕的情況下，溶液中必定有易于接受電子的物質(zhì)，它在陽極上接受電子，起消除陰極極化作用，這種作用稱為去極化，起去極化作用的物質(zhì)稱為去極化劑。 7. 原電池和腐蝕電池：當金屬在溶液中形成雙電層后，就會阻止金屬的繼續(xù)溶解，但如果將金屬上的電子引出，則金屬的溶解過程又將繼續(xù)，這是一種化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，稱為原電池；金屬發(fā)生電化學腐蝕的過程正和原電池發(fā)生的反應一樣，當某些金屬和水溶液相接觸時，由于金屬的組織以及和金屬表面相接觸的介質(zhì)不可能是完全均勻的，因此在金屬的某兩個部分會形成不同的電極電位，所以也會組成原電池，這是金屬發(fā)生電化學腐蝕的根源，稱為腐蝕電池。 e ＝ Me+ + e 和 H+ 6. 平衡電位和非平衡電位： 當某金屬與溶液中該金屬離子建立起如下的平衡時： Me ＝ Me+ + e 這個電極就產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電極電位，該電位稱為平衡電位或可逆電位，這種電極稱為可逆電極。 第五節(jié) 提高離子交換除鹽經(jīng)濟性的措施 1. 堿液加熱 2. 應用強堿性浮動床對改進操作條件 (洗硅需要 ) 3. 增設弱酸 .弱堿性離子交換器和采用雙層床交換器 雙層床注意事項 :陽用鹽酸再生 ,防止硫酸再生形成硫酸鈣沉淀陰防止膠硅沉積 4. 采用對流式再生式和前置式交換器 5. 提高淡化高含鹽水的經(jīng)濟性措施 6. 回收廢再生液和清 洗水及其處理 第六節(jié) 新離子交換樹脂的處理和儲存 ⑴ .脫水樹脂的食鹽處理 ⑵ .陽樹脂預處理 :2%～ 4%氫氧化鈉浸泡 (4～ 8小時 ),沖先后用 5%鹽酸浸泡 4～ 8小時 ⑶ .聯(lián)樹脂預處理 :5%鹽酸 (4～ 8小時 ) → 4%氫氧化鈉 (4～ 8小時 ) :轉(zhuǎn)成鹽型 ,浸泡水中 (0～ 40℃ ) 第七節(jié) 樹脂的變質(zhì)和污染 : ⑴ .陽樹脂 :水中氧化劑 ,如游離氯 .硝酸根 (重金屬離子起催化作用 ) 特點 :顏色變淡 ,樹脂體積變大 ,易碎 ,體積交換容量降低 (質(zhì)量交換容量變化不 大 ) 除去游離氯方法 :活性炭 ,加亞硫酸鈉 (用大孔樹脂 ) ⑵ .陰樹脂 :抗氧化能力 不如陽 ,但布置在陽后得到保護 : ⑴ .陽樹脂 :懸浮物 .鐵 .鋁 .硫酸鈣 .油脂類物質(zhì)污染 處理方法 :a空氣擦洗 b酸洗法 c堿洗法 ⑵ .陰樹脂 :受有機物 .膠體硅 .鐵的化合物等物質(zhì)污染 第八節(jié) 設備的防腐處理 1. 橡膠襯里 (天然與合成兩類 ,用天然橡膠 ) 2. 環(huán)氧樹脂涂料 3. 玻璃鋼 (耐溫性差 ) 4. 聚氯乙烯塑料 (易老化 ,怕光 ) 5. 工程塑料 6. 不銹鋼 第七章 水的其它除鹽方法 第一節(jié) :蒸餾 ,冷凝制水 ,進水應為軟水，水質(zhì)要求 H＜ 20μ mol/L O2＜ 50μ g/L 第二節(jié) 閃蒸 原理：將水在一定壓力下加熱到一定溫度，然后將其注入到一個壓力較低的容器中，由于注入水的溫度高于此容器壓力下的沸騰溫度，一部分水就汽化為蒸汽并使溫度降低，一直到水和蒸汽都達到該壓力下的沸騰溫度為止，如果不斷的將蒸汽取出，同時不斷地注入經(jīng)預熱的水，就可以連續(xù)制取蒸餾水。 R(NH3OH) 2+H2SO4→ K(NH3 )2 SO4+ 2H2O RNH3OH+HCl→ RNH3Cl+ H2O 弱酸樹脂對離子的選擇為 OH＞ SO42＞ NO3＞ Cl＞ HCO3(所以易再生 ) 弱堿樹脂吸附有機物可 以在再生時被洗出來 (因交聯(lián)度低 ,孔隙大 ) 第二節(jié) 復床除鹽 H OH 第三節(jié) 混合床除鹽 1. 原理 :可看成許多陰陽樹脂交錯排列的多吸式復床 (1000~2020級 )(可消除反離子影響 ) 2. 再生 :先反洗分層 ,陰在上 ,陽在下 (對方便分層 ,濕真密度差應大于 15%~20%陰 :陽 =2:1) 失效后行用氫氧化鈉將陽樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)殁c離子 ,陰樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲醺?,有利于分層 [因為 未失效陽 (H型 )與失效陰 (SO4型 )密度差很小 .] 再生分體外再生和體內(nèi)再生 ,體內(nèi)再生有兩步法和下一步法 . 3. 混床特點 : 優(yōu)點 :⑴ .出水水質(zhì)高 ⑵ .出水水質(zhì)穩(wěn)定 ⑶ .間斷運行對出水水質(zhì)影響小 ⑷ .交換終點明顯 缺點 : ⑴交換容量利用率低 (酸堿耗大 ) ⑵ .樹脂易破損 ⑶ .再生操作復雜 . 第四節(jié) 各種離子交換除鹽系統(tǒng) : 組成除鹽系統(tǒng)的原則： 1） 第一個交換器通常是 H型陽離子交換器 2） 除硅必須用強堿性陰樹脂 3） 混合床可制得水質(zhì)高的水 4） 弱酸陽樹脂的作用是除去與堿度相對應的陽離子 5） 弱堿陰樹脂的作用是除去水中強酸陰離子 6） 除 碳器應安置在強堿陰離子交換器之前 陰、陽床、混床、除二氧化碳器 常用離子交換除鹽系統(tǒng) 氫離子交換凈化技術(shù) ：用來儲存、輸送、計量和投加酸、堿。 :先濃 (%~%后稀 )洗硅效果好 (濃壓縮雙電層 ) d:再生液溫度和再生時