水垢危害重重,工业清洗要注意

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水垢的来历

含有钙(Ca)、镁(Mg)盐类等矿物质的水叫做“硬水”。河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自来水是河水、湖水或者井水经过沉降,除去泥沙,消毒杀菌后得到的,也是硬水。刚下的雨雪,水里不含矿物质,是“软水”。

水烧开后,一部分水蒸发了,本来不好溶解的硫酸钙(CaSO4,石膏就是含结晶水的硫酸钙)沉淀下来。这就是水垢的来历。

软垢和硬垢

水垢根据其形成原因和成形状态的不同大致可分为硬垢和软垢两种。

当水中含有碳酸盐胶体、细菌和有机物等杂质时,碳酸盐类似于水泥沙浆中的沙石,而胶体、细菌和有机物等则相当于水泥沙浆中的水泥,当水中胶体、细菌和有机物等粘性物质和碳酸盐共同作用,在高温煮沸条件下则形成了和容器(或管道表面)粘附在一起的硬垢。

而一旦胶体、细菌和有机物等粘性物质被去除(如通过超滤滤除)后,即使水中钙、镁离子和碳酸根离子浓度很高,也只生成洁白而松散的容易去除的碳酸盐软垢,而不会产生硬垢。

热水工程为什么要进行水处理

水垢与我们的生活形影不离。它的化学性质十分稳定,不仅会影响热交换率,消耗能源(一毫米厚的水垢能多消耗10%的能源),而且过多的水垢会堵塞水管,使水流变小,以致带来安全隐患;水垢甚至会危害人们的身体健康

热水工程必须要进行水处理,如同金属设备行业进行的防腐工程一样。对热水工程进行适当的水处理,可以使热效率提高20%-40%左右;设备使用年限提高1-2倍;设备维修率下降20%-30%。

在西欧、北美,热水工程水处理是一个必要的环节,无论是设计院,设备供应商,用户都对热水工程水处理有足够的重视,水处理设备投入比例占整个工程量的5%-8%左右,因此而节省的能源与不发达国家比有20%-30%;设备的使用费用下降50%。

水垢能耗众所周知,以法国为例,每年成垢量超过吨,耗费十几亿欧元,其耗能程度可想而知。

在中国,锅炉设备每年都要有一次中修,两年必须大修,在水源水质复杂的地区甚至会导致设备无法运行,一年就要进行大修;中国是一个地表水资源缺乏的国家,70%的地区以地下水为主,地下水中所含的矿物质更丰富,品种更繁杂,热水工程更需要认真的进行水处理,热水工程离不开水处理。在当今世界提倡绿色能源、节能减排的潮流中,热水工程水处理更能发挥不可或缺的作用。

危害

过去热水管道多采用镀锌钢管,镀锌钢管初步锈蚀后水垢在疏松锈面上着床,碳酸钙、碳酸镁再与锈蚀层产生化学反应,在热水的作用下加速锈蚀,一般一两年后,管道通径缩小30%以上,并伴有黄水(锈水)产生,直至5-8年左右,管路无法使用。

近年推广PPR管,在PPR管路系统接头以及转弯等处,接头与管道接缝处,水垢富集,使水系统水阻增大,原设计水力平衡被破坏,在供暖系统中造成供暖供冷不平衡现象。

水垢对热水输送管路

水壶里长了水垢,不容易传热,浪费燃料。

这些对于一个家庭来说,浪费还不算严重。对于工厂来说,问题就大啦。工厂供暖供汽用的大锅炉,有的每小时要送出好几吨蒸汽,相当于烧干几吨水。

据试验,一吨河水里大约有1.6公斤矿物质;而一吨井水里的矿物质高达30公斤左右。一天输送几十吨蒸汽,硬水在锅炉内壁沉积出的水垢数量,又该多么惊人!

大锅炉里结了水垢,好比锅炉壁的钢板和水之间筑起一座隔热的石墙。锅炉钢板挨不着水,炉膛的火一个劲地把钢板烧得通红。这时候,如果水垢出现裂缝,水立即渗漏到高温的钢板上,急剧蒸发,造成锅炉内压力猛增,就要发生爆炸。锅炉爆炸的威力,不亚于一颗重磅炸弹!

水垢直接威胁锅炉设备的安全和锅炉的使用寿命。

水垢对锅炉的危害

下表是几种不同水垢的平均导热系数

从表中可看出,水垢的导热系数比金属的导热系数小几百倍。

因此,即使在受热面上形成不太厚的水垢,也会由于热阻大,使其导热效率降低,造成热损失,浪费燃料。

实践证明,锅炉受热面结有1毫米的水垢,能使煤的消耗增加1.5~2%左右。由于受热面上结有水垢,会使金属管壁局部过热,当壁温超过其工作允许极限温度时,会使管壁鼓包,严重的会引起锅炉爆管事故,使人身安全受到威胁。

水垢对人体健康的危害

据化学分析,每一克水垢中就会含有铅12毫克、砷21毫克、汞44毫克、镉3.4毫克、铁24毫克,其危害非常大,不但会引起人体重金属含量超标,还会引起胆结石病症,甚至还会导致人体器官癌变以及中毒

水的硬度单位通常是将水中的全部盐类换算为碳酸钙来计量。当水中的硬度以碳酸钙计小于毫克/升时,称为软水;—毫克/升时,称为硬水;—毫克/升时为高硬水;大于毫克/升时为特硬水。国家生活饮用水硬度的卫生标准为小于毫克/升(以碳酸钙计)。

高硬度的水质严重地影响了工业生产和人们的生活与健康。

(1)在工业上用高硬度的水浆洗和漂染纺织物易出现斑点、发花、色泽黯淡,洁白度下降,形成废品和次品;

(2)用硬水酿酒易使果酒和啤酒出现浑浊与沉淀而报废;

(3)硬水不能供给做化学试验、造纸、制药、电子、化工、食品饮料等工业用水,否则会产生废品、出现严重事故的恶果;

(4)用硬水洗衣物易使纺织物纤维变硬发脆而损坏;

(5)用硬水洗澡、洗头时有发涩发黏的感觉;用硬水烧豆与肉类不易熟烂;

(6)用硬水烧开水易使水壶结垢,浪费燃料1/3以上

在人体健康上,饮用高硬水易使人患暂时性胃肠不适、腹胀、泻肚、排气多,甚至引起肾结石等疾病。

不仅如此,水壶与暖水瓶使用一段时间后,其内壁就会结满一层白色的水碱,除大部分为碳酸钙、碳酸镁外、还含有多种有害的汞、镉、铅、砷等元素,如不经常及时清除,反复用来烧水、装水后,有害元素积累越来越多,并能再次溶于水中,当人们饮用后就进入人体,从而引起人体慢性中毒甚至可致癌和致畸,严重危害人体健康。

因此,水垢的清洗是十分必要的。

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