熱點關(guān)注
水垢是怎么形成的
含有鈣(Ca)、鎂(Mg)鹽類等礦物質(zhì)的水叫做“硬水”。河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自來水是河水、湖水或者井水經(jīng)過沉降,除去泥沙,消毒殺菌后得到的,也是硬水。剛下的雨雪,水里不含礦物質(zhì),是“軟水”。水燒開后,一部分水蒸發(fā)了,本來不好溶解的硫酸鈣(CaSO4,石膏就是含結(jié)晶水的硫酸鈣)沉淀下來。原來溶解的碳酸氫鈣(Ca(HCo3)2)和碳酸氫鎂(Mg(HCO3)2),在沸騰的水里分解,放出二氧化碳(CO2),變成難溶解的碳酸鈣(CaCO3)和氫氧化鎂(Mg(OH)2)也沉淀下來。這就是水垢的來歷。
水垢根據(jù)其形成原因和成形狀態(tài)的不同大致可分為硬垢和軟垢兩種。當(dāng)水中含有碳酸鹽膠體、細菌和有機物等雜質(zhì)時,碳酸鹽類似于水泥沙漿中的沙石,而膠體、細菌和有機物等則相當(dāng)于水泥沙漿中的水泥,當(dāng)水中膠體、細菌和有機物等粘性物質(zhì)和碳酸鹽共同作用,在高溫煮沸條件下則形成了和容器(或管道表面)粘附在一起的硬垢。而一旦膠體、細菌和有機物等粘性物質(zhì)被去除(如通過超濾濾除)后,即使水中鈣、鎂離子和碳酸根離子濃度很高,也只生成潔白而松散的容易去除的碳酸鹽軟垢,而不會產(chǎn)生硬垢。
一、熱水工程為什么要進行水處理
水垢與我們的生活形影不離。它的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定,不僅會影響熱交換率,消耗能源(一毫米厚的水垢能多消耗10%的能源),而且過多的水垢會堵塞水管,使水流變小,以致帶來安全隱患;水垢甚至?xí):θ藗兊纳眢w健康。熱水工程必須要進行水處理,如同金屬設(shè)備行業(yè)進行的防腐工程一樣。對熱水工程進行適當(dāng)?shù)乃幚恚梢允篃嵝侍岣?0%-40%左右;設(shè)備使用年限提高1-2倍;設(shè)備維修率下降20%-30%。
二、水垢對太陽能熱水器的危害
1、太陽能真空管是太陽能熱水器的集熱器,直接吸收太陽光線,并利用熱水比重小,冷水比重大的原理,將真空管內(nèi)已被太陽光加熱的水和水箱中的冷水進行交換,加熱水箱中的水。集熱效率是衡量太陽能熱水器真空管性能的重要指標(biāo)之一,太陽能熱水器的集熱效率體現(xiàn)在真空管技術(shù)上,主要由真空管的透光率、單向反射率以及真空隔熱率三個指標(biāo)決定。
2、為回避水垢問題以及因真空管破裂而漏水造成整個系統(tǒng)的癱瘓,有的高檔太陽能熱水器以及大型聯(lián)排太陽能工程、陽臺壁掛太陽能熱水器多采用太陽能熱管,并認(rèn)為無需再進行水處理,但熱管所產(chǎn)生的熱量多集中于紫銅探頭,因探頭溫度高、面積小,更容易在探頭上形成一個水垢包,因熱管的熱量經(jīng)過熱媒、熱傳感器多次交換,對水垢更敏感,水垢對熱交換的效率影響更大。
3、水垢的導(dǎo)熱系數(shù)極低,不到金屬的百分之一,它附著在太陽能的集熱管內(nèi)壁導(dǎo)致吸熱管吸收的熱量不能及時傳遞給水,造成溫度過高,極易炸管,水壺?zé)┝司褪沁@個道理。同樣你的太陽能水溫一年比一年低,最后造成集熱管報廢,細心的用戶會發(fā)現(xiàn),家里的太陽能水溫沒有去年的高,就是水垢結(jié)多了。水垢用傳統(tǒng)的方式清理很難,暖瓶里的水垢我們也清理過,是不是很硬,很難清理干凈。同樣真空管口徑細,更難清理徹底。
4、水垢腐蝕內(nèi)膽,造成漏水,破壞保溫效果,減少太陽能熱水器的使用壽命。以前家里用白鐵制造的太陽能用不了幾年就漏了,就是水垢腐蝕的原因?,F(xiàn)在的太陽能熱水器水箱一般都是采用304不銹鋼制作。在生產(chǎn)焊接時,雖然有氬氣的保護,但受到高溫影響,使焊縫附近的金屬晶像發(fā)生改變,即由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。含有氯離子的水在不斷加熱過程中,加速了焊縫周邊金屬的銹蝕穿孔。
5、水垢影響水溫儀及電加熱系統(tǒng)的正常使用,導(dǎo)致設(shè)備損壞。
6、因真空管內(nèi)表面很光滑,垢殼在水流的沖擊下產(chǎn)生脫落,造成真空管內(nèi)水循環(huán)不暢乃至堵塞。
三、水垢對熱泵、空調(diào)機組的危害
1、板式換熱器的堵塞穿孔:
板式換熱器出于提高效率和降低成本,以及減少體積等因素考慮,一般水通道設(shè)計的比較窄,面積大,鋁板式鋼板的厚度在1mm以下。面積大,水垢的沉淀面積就大。當(dāng)水垢的富集厚度到1mm左右時,水的阻力會提高1-2倍,熱交換效率下降15%-20%左右,當(dāng)水垢的厚度達到2-3mm時,熱交換效率下降20%-30%左右,并引起水流不暢。板式熱交換器的銹蝕穿孔:因水源水PH值偏高或偏低,而導(dǎo)致水的腐蝕性增強,特別是當(dāng)溫度升高后加速熱交換器的腐蝕穿孔。
2、套管式熱交換器:
套管式熱交換器外管材料一般采用紫銅,厚度1mm以上,為增加熱交換效率,高檔的套管式熱交換器的外管表面做成凹凸?fàn)?,以期冷熱水在套管表面形成渦流,但水垢一般首先在凹面富集,因此使用3-6月后也就無所謂渦流了。套管式熱交換器成本較板式高、體積也增大,但熱交換效率較低;因其外套管較厚,相較板式交換器不易銹蝕穿孔(在一些水源較差的地方仍時有發(fā)生)而被很多熱泵廠家采用;但因其熱交換效率低,必須提高其表面溫度,因此主機工作時需較大的壓縮比,和采用板式熱交換器比,同樣的制熱量其主機功率要大一些,再加上套管熱交換器體積大、成本高,因此不僅整機成本提高,能耗也增大;同時,它只是延緩了故障的發(fā)生時間,一般一至兩年后,同樣要采取除垢工作,否則仍會出現(xiàn)種種故障。
3、水垢對中央空調(diào)機組的危害:
1、降低了換熱效果。2、使冷卻水的循環(huán)速度和流量減少。沉積物或微生物污垢覆蓋在換熱器及其管壁上,甚至堵塞管道,這樣使單位時間通過的循環(huán)水量減少了,循環(huán)速度減慢了,從而導(dǎo)致?lián)Q熱效果進一步降低。3、加速腐蝕。沉積物和微生物的存在,促使了濃差腐蝕電池的形成及垢下腐蝕的產(chǎn)生,從而加速了金屬被腐蝕的速度。4、縮短了設(shè)備的使用壽命。一方面沉積物和微生物粘泥覆蓋在換熱器表面,阻止了設(shè)備的有效換熱,從而使換熱器表面的金屬長期處于高溫?zé)嶝摵蔂顟B(tài),導(dǎo)致了金屬疲勞;另一方面,腐蝕的發(fā)生會導(dǎo)致?lián)Q熱器的管壁變薄,尤其是垢下腐蝕還會導(dǎo)致設(shè)備穿孔泄漏,這些情況的發(fā)生,使得設(shè)備的使用壽命縮短。5、增加了運行成本。為使設(shè)備保持足夠的換熱效率,必須采取增加水量,增大能源供給等措施,同時為維修、更換因腐蝕原因造成損害的設(shè)備,必然增加費用,從而增大了設(shè)備的運行成本。
四、水垢對鍋爐的危害
水壺里長了水垢,不容易傳熱,浪費燃料。這些對于一個家庭來說,浪費還不算嚴(yán)重。對于工廠來說,問題就大啦。工廠供暖供汽用的大鍋爐,有的每小時要送出好幾噸蒸汽,相當(dāng)于燒干幾噸水。據(jù)試驗,一噸河水里大約有1.6公斤礦物質(zhì);而一噸井水里的礦物質(zhì)高達30公斤左右。一天輸送幾十噸蒸汽,硬水在鍋爐內(nèi)壁沉積出的水垢數(shù)量,又該多么驚人!大鍋爐里結(jié)了水垢,好比鍋爐壁的鋼板和水之間筑起一座隔熱的石墻。鍋爐鋼板挨不著水,爐膛的火一個勁地把鋼板燒得通紅。這時候,如果水垢出現(xiàn)裂縫,水立即滲漏到高溫的鋼板上,急劇蒸發(fā),造成鍋爐內(nèi)壓力猛增,就要發(fā)生爆炸。
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