什么是结垢?钙镁结垢对锅炉和管道有什么危害?
在工厂、酒店、洗浴、供热等用水场景中,“结垢”是一个很常见的问题。
水处理工程里经常会碰到这样的情况:设备刚投入运行的时候一切正常,使用一两年以后,锅炉效率下降、管道流量变小,甚至换热设备也开始出现问题。拆开检查后,才发现里面已经附着了一层厚厚的水垢。而建设初期并未考虑到此状况,并未配备相应的水处理设备。
那么,水垢到底是什么?为什么看起来只是一层沉积物,却会给锅炉和管道带来这么大的影响?
什么是结垢?
简单来说,结垢就是水中的钙、镁等成分,在一定条件下从水中析出,附着在设备、管道表面,并逐渐形成坚硬固态沉积物的过程。
尤其是在加热设备中,随着温度升高,一些原本溶解在水中的成分更容易析出并形成沉积。
常见的钙、镁类硬垢只是其中一种,实际锅炉运行中还可能出现硅酸盐等沉积,因此不能看到“水垢”两个字,就简单理解成只有钙镁的问题。
锅炉结垢,为什么特别危险?
锅炉是典型的高温换热设备,而水垢恰好会影响换热。
锅炉的本质就是烧开水,水垢附着在锅炉受热面以后,相当于在受热面和锅炉水之间增加了一层导热性能较差的沉积层。燃烧产生的热量不能像正常状态一样高效传递给水,锅炉就需要消耗更多燃料才能达到原来的运行效果。
也就是说,结垢以后,锅炉热效率会下降,燃料消耗随之增加。
更严重、更危险的问题还在后面。
受热面传热受到阻碍以后,炉管金属壁面的温度可能继续升高。如果结垢持续加重,局部高温会使管壁强度下降,**严重时可能出现管壁变形、鼓包、裂纹甚至爆管。**各国权威部门的相关锅炉资料也都明确指出,结垢会降低传热,并可能导致锅炉管过热、甚至发生爆炸等安全事故。
另外,沉积物下面还可能形成比较严重的垢下腐蚀。
所以,锅炉结垢并不是“效率低一点”这么简单,它同时关系到能耗、设备寿命和运行安全。
这也是为什么常规工业锅炉通常需要对补给水进行软化等预处理,是不能使用未经处理的原水作为补充水,具体进水水质要求则要根据锅炉类型、压力和运行条件确定。
管道结垢,同样会慢慢变成一个麻烦
如果说锅炉结垢容易影响安全和热效率,那么工厂、酒店等场所的管道结垢,最明显的问题就是:水越来越难流,水越来越小。
管道内壁长期形成沉积以后,会不断占据原本的流通截面。
刚开始可能并不明显,只是流量比以前小了一些。运行几年以后,结垢越来越厚,管道实际通水面积会进一步缩小,输送能力也随之下降。
尤其是弯头、三通以及流速变化比较明显的位置,更容易出现沉积。
对酒店来说,可能表现为热水出水量变小、部分楼层水压异常;严重影响酒店品质。
对工厂来说,则可能影响生产用水、冷却水或者循环水系统。
如果长期不处理,管道结垢越来越严重,最终甚至可能出现局部堵塞,严重时造成管道近乎堵死。
这类问题往往不是一天形成的,而是经过几个月、几年慢慢积累起来的,所以很多企业真正发现的时候,通常已经比较严重了。
已经结垢了,应该怎么处理?
对于已经形成的水垢,常见方法之一就是化学清洗。
根据结垢的成分以及设备、管道的材质,选择合适的酸性清洗剂进行循环清洗或者浸泡,使沉积物逐步溶解,再进行冲洗。
酒店、工厂以及部分工业循环水系统中,多数都会选择这种方式。
不过,化学清洗解决的是“已经形成的垢”,并不能代替日常的水质控制。而且清洗剂的选择、浓度、时间以及金属材质的适配都需要注意,涉及锅炉等设备时,更应由有经验的人员进行操作。这么做费时费力,清洗后依旧会产生结垢。真正省事的方法,其实还是在前端处理好,尽量减少结垢形成。
与其反复除垢,不如从水 源头控制
对于以钙、镁硬度为主要问题的工业用水,比较经济、常见的方式就是在进水端增加钠离子交换软化设备。
通过离子交换降低水中的钙、镁硬度,可以减少后续锅炉、换热器和管道的结垢风险。
如果企业除了硬度以外,还有较高的溶解性盐分、二氧化硅等水质问题,再根据实际水质情况考虑反渗透Ro、混床等更深度的处理方式。并不是所有项目都需要直接上RO,单纯解决普通硬度问题时,钠离子软化处理通常更加经济。
所以,水处理并不是简单地“结垢了就清洗”。
对于运行周期较长的工厂、酒店以及锅炉系统,更重要的是持续监测原水和处理后水质,及时发现硬度等指标变化,从源头减少结垢形成。
毕竟,管道堵了再去清洗,锅炉结垢以后再去除垢,都已经是在为前期没有控制好水质付出成本。
本文仅代表皓泉水处理的技术观点,欢迎各界工程师交流探讨。若文中分析有不足之处,也欢迎指正,共同交流水处理工程中的实际问题。