《工业水处理技术》第九讲工业锅炉水处理知识汇总
工业锅炉水处理的基本常识
工业锅炉水处理的基本常识
※工业锅炉的用水为什么必须要进行处理
工业锅炉用水的水源一般为自来水和地下水，这些看上去清澈透明的水中却存在着许多杂质物质，它们在锅炉的运行过程中会生成导热性很差的水垢，并且腐蚀锅炉金属，严重危害锅炉的运行。
工业锅炉的水处理就是为了去除给水中的这些有害杂质或者避免它们对锅炉造成的危害。
※水质不良对锅炉的主要危害
●结垢：水垢的导热性极差，其导热率仅为锅炉钢板的1%左右，由于严重影响了锅炉的热传导，因此必须靠提高炉膛温度来保证蒸发量，锅炉的进煤量和鼓、引风量都要被迫加大，排烟的热损失增加，煤中的固定炭燃烧不充分，锅炉处于不良的燃烧状态，锅炉的热效率大幅降低。
●腐蚀：由于水质不良引起的锅炉腐蚀主要有以下三种：
☆氧腐蚀：其特点是局部的点状腐蚀，穿透性非常强，对锅炉的安全运行危害极大。
☆苛性脆化：是由于锅水碱度长期过高所至，其危害是破坏了金属的内部结构，使锅炉金属的强度降低。
☆垢下腐蚀（铁腐蚀）：锅水中的铁离子会在锅炉内形成高价铁质水垢，这种水垢能够加快其垢下金属铁的腐蚀，并生成新的水垢，形成铁腐蚀的恶性循环。
因此国家“工业锅炉水质”标准，对锅炉给水中的铁离子含量提出了明确的要求。
●汽水共腾
汽水共腾现象是由于锅水中的溶解固形物及油脂、有机物等成分过高引起。
其主要危害是蒸汽受到严重污染，甚至造成不能使用；水位计内出现气泡，不能正常显示锅炉水位，水位自控系统完全失灵，对锅炉的安全危害极大。
工业锅炉水处理资料
K w H OH
在22℃时，Kw=1.0000×10-14
H OH 110 7
∴pH=7 中性 pH ＞7 碱性 pH＜7 酸性
2020/5/28
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一、基础知识
（4）溶度积KSP
在一定温度下，当难溶电解质在溶液中达成溶解平衡时，其电离后所生成 的离子浓度的乘积是个常数。
工业锅炉水处理
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一、基础知识
3、常用的化学名词 （1）溶液——是一种或一种以上物质分散到另一种物质里所形成
的均一稳定的混合物。 溶液溶 溶剂 质 （2）浓度——一定量的溶液里所含溶质的量叫做溶液的浓度。
a. 百分比浓度——100克溶液中所含溶质的克数 b. 重容百分比浓度——1升溶液中所含溶质的克数或毫克数 mg/l，g/l c. 物质的量的浓度（摩尔浓度）
——1升溶液中所含溶质的物质的量（摩尔数）mol/l，mmol/l 注意：水质标准中，物质的量的浓度的基本结构单元——含一个
单位电荷的粒子作为基本结构单元。
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一、基础知识
（3）pH值
pH lg H H2O H OH
K
H OH
H2O
KH2O H OH
（3）溶解物 溶解物质是指颗粒直径约在10~6mm的微粒，它们往往以离子、分子或气体
状态存在于水中，成为均匀的分散体系，称为真溶液。
天然水中溶有的主要离子见表2-2，从表中可以看出，天然水中主要溶有8种离子， 它们几乎占水中溶解固体总量的95％以上。
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二、锅炉用水及其水中含有的杂质
江苏省特检院常州分院 胡月新
锅炉水处理的基本知识
锅炉水处理的基本知识第一节概述水是锅炉的主要工质，被誉为锅炉的血液。
水质的优劣直接关系到锅炉能否安全经济运行。
水是一种溶解能力很强的溶剂，他能溶解大气中、地表面和地下岩层里的许多物质。
此外，还有一些不溶于水的物质混杂在其中。
天然水，即使用肉眼看来十分清澈透明，如自来水、井水，其中也含有大量的极其复杂的物质。
水中除少数以单质形式存在外，大都形成氧化物、酸、碱、盐化合物或其它复杂物质。
作为锅炉用水，首先必须用物理的或化学的方法，如沉淀、过滤、凝聚等来进行预处理，去除不溶性杂质；另外，还必须用化学的、电化学的方法进行锅外、锅内的处理，去除溶解于水中的杂质。
如果水处理方法选择不当，水质管理不善，将会给锅炉带来一系列不良后果，如锅管渗漏、鼓包、爆破等，从而造成设备损坏以至发生重大人身伤亡事故。
水质不良对锅炉设备的危害，突出表现在三个方面：（1）锅炉受热面结垢；（2）锅炉金属遭受腐蚀（包括苛性脆化）；（3）蒸汽被锅水中的杂质污染。
因此，对工业锅炉必须坚持因水制宜的原则，选择有效的水处理方法，并加强水质管理，严格化学监督，确保锅炉安全经济运行。
一、天然水中的杂质天然水中的杂质，按其颗粒大小以及与水的混合状态，可以分为悬浮物质、胶体物质和溶解物质三大类。
（一）悬浮物质悬浮物质不溶于水，它的颗粒较大，其直径约在10－4mm以上，主要是砂子、粘土和动植物有机体的腐植质等。
使水发生浑浊；水静置时，其中的悬浮物质，比重大的能自行下沉，比重小的则悬浮于水中或水面上。
悬浮杂质进入软化器会造成树脂污染，降低树脂交换容量；进入锅炉会产生沉淀，降低传热效率，还易引起汽水共腾。
故在水处理前应首先除掉它。
（二）胶体物质胶体物质是许多分子、离子的集合体，其颗粒直径在10－6～10－4mm之间。
由于胶体颗粒往往带有同种电荷，互相排斥，故静置时很难下沉。
天然水中的有机胶体多是由动植物遗体的腐烂和分解生成的；其中主要是腐殖质，它常使水呈黄色或褐色。
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可编辑修改精选全文完整版影响出水质量。
④氯离子（Cl-）氯离子也称为氯根，几乎存在于所有的天然水中，但其含量却相差很大。
氯离子是产生咸味的主要因素，越咸的水中，Cl-含量越高，如海水和咸湖水中Cl-含量就极高，而淡水中Cl-含量则较低。
大多数氯化物不但溶解度很大，而且很稳定，所以在工业锅炉水质分析中常以测定Cl-的含量来反映锅水的浓缩倍率，并指导锅炉的排污。
虽然少量的氯化物对锅炉没什么危害，但由于Cl-是一种活化离子，在一定的条件下会破坏金属表面的保护膜，加速腐蚀的进行，尤其对于不锈钢制品，易受到Cl-的侵蚀而发生点蚀，因此锅水中的Cl-含量不宜过高。
⑤硫酸根离子（SO42-）天然水中大多含有SO42-。
除了沿海地区，一般天然淡水中SO42-含量要大于Cl-。
SO42-与Ca2+生成的CaSO4，在常温下为微溶，在高温下却成为难溶物，即它的溶解度是随着温度的升高而迅速下降的。
所以，当锅炉给水中含有硬度，而锅水碱度又不足时，容易在热负荷较高的受热面上结生坚硬的硫酸盐水垢。
由于硫酸盐水垢难溶于酸，生成后特别难清除，因此应尽量避免结生硫酸盐水垢。
在低压锅炉水处理中，主要通过除去硬度和保持锅水一定的碱度来防止硫酸盐水垢。
而在中、高压锅炉水处理中，一般通过除盐处理除去水中包括硫酸根的所有离子。
⑥硅酸（H4SiO4）水中硅酸的含量通常以SiO2表示，故又称为可溶性二氧化硅。
硅是地球上含量极为丰富的元素，因此天然水中普遍含有硅，不过其含量的变化幅度较大，一般地下水硅含量比地表水要高。
硅化合物与硫酸钙类似，其溶解度也是随着温度的升高而下降，在高温受热面上易生成导热系数非常小，而且非常坚硬的硅酸盐水垢。
对于蒸汽供汽轮机的中、高压锅炉来说，如果给水中硅含量过高，不但易在锅炉中结生硅酸盐水垢，而且还容易在蒸汽中携带硅酸盐，并会在过热器及汽轮机叶片等热力系统中形成非常难以清除的沉积物，影响热力设备的正常运行。
低压锅炉对硅酸盐水垢的防止与防止硫酸盐水垢一样，主要通过控制给水硬度和锅水碱度来达到。
锅炉水处理知识
三、锅炉的基本知识
• 蒸汽压力大于2.5MPa时，排污率不宜大于5%； 锅炉产生的蒸汽供供热式汽轮发电机组使用，补给水采用化学软化水 时排污率不宜大于5%，补给水采用化学除盐水时排污率不宜大于2%。
四、水质化验分析知识
• （一）锅炉水质化验分析室建设与管理 锅炉房内应设置对锅炉原水、给水、锅水进行分析的水质化验室，并配置水 质分析人员、化验分析仪器、分析用药品等，建立管理制度和操作规程。 1.锅炉水质化验分析室的设置 锅炉房内一般应设置化验室，化验锅炉运行中需要经常检测的项目，对不需 经常化验的项目亦通过协作解决。 锅炉房符合下列条件时，可只设化验场地，对锅炉给水锅水进行硬度、碱度、 pH值和溶解氧等项目的简单水质分析。这些条件的包括：单台蒸汽锅炉额定 蒸发量蒸发量小于六吨或总蒸发量小于十吨，以及锅炉房单台热水锅炉额定 热功率小于4.2兆瓦或总热功率小于7兆瓦的锅炉房。 本企业中心实验室或其他换部门，可为锅炉房配置水质分析用的化验试剂， 并可化验锅炉房需经常检查的项目。 水质分析时应有对浊度、硬度、全碱度、酚酞碱度、pH值、溶解氧、溶解固 形物、含油量、铁、磷酸根、亚硫酸根、相对碱度、电导率和氯离子的含量 等项目的化验能力。
三、锅炉的基本知识
• 3.锅炉的燃烧与传热 煤的燃烧，是指煤中的可燃物质（C、H、S等元素）与空气中的氧气， 在一定温度下发生剧烈的化学反应，并发出光和热的现象。 燃烧基础，产生蒸汽和热水是主要目的，这两者通过传热连接在一起。 煤在炉膛内燃烧产生的热量，由火焰或烟气通过金属壁（受热面）传 给水、蒸汽或空气（统称介质）的过程，称为传热。 传热就是从温度高的物体向温度低的物体进行的，两个物体的温差越 大，传热的速度越快、效果越好。 传热分对流、传导、辐射三种形式。
• •
锅炉水处理基本知识
3.2胶体杂质 3.2.1成分：无机矿物质；有机胶体；高分子物质； 微生物； 3.2.2性质：颗粒较小；比表面积大；表面电荷； 分散状态；不易沉淀；光线散射 3.2.3危害：受热面沉积；引起锅水起泡沫； 蒸汽带水；汽水共腾。 3.3气体杂质 3.3.1成分：SO2、H2S、O2、N2、CO2等 3.3.2危害：造成锅炉金属腐蚀 3.4离子杂质 3.4.1种类：阳离子、阴离子 3.4.2形成：无机盐类溶于水 3.4.3危害：形成水垢、锅水起沫、加速腐蚀
二、水质指标
水质：是指水和其中的杂质共同表现的综合特性； 水质指标表示水中杂质的种类及含量，用它来判断水质的优劣； 水质标准是指水在具体应用中所限定的水质指标范围。 工业锅炉的水质指标有两种：一是表示水中某种杂质含量的成分指标，另一种是为了技术上需要人为拟定的，反映水质某一方面特性的技术指标。技术指标通常表示某一类物质的总含量。
火力发电厂水处理工作内容
GB1576—2008《工业锅炉水质》标准
余热锅炉水质 余热锅炉的水质指标应符合同类型、同参数锅炉的要求。 补给水水质 4.5.1 应当根据锅炉的类型、参数、回水回收率、排污率、原水水质和锅水、给水质量标准选择补给水处理方式。 4.5.2 补给水处理方式应保证给水质量符合本标准。 4.5.3 软水器再生后或连续床出水氯离子含量不得大于进水氯离子含量1.1倍。 4.5.4 以软化水为补给水或单纯采用锅内加药处理的锅炉正常排污率不宜超过10.0％；以除盐水为补给水的锅炉正常排污率不宜超过2.0％。
二、水质指标
1、浊度：是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中的悬浮物一般是泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。 水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体物都可以使水质变的浑浊而呈现一定浊度，水质分析中规定：1L水中含有1mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1FTU。 2、含盐量：表示水中溶解盐类的总和。mg/l 指标：溶解固形物RG 电导率DD 氯根CL-
锅炉系统水处理操作知识点
火力发电厂用水处理方法
2.3加药处理 加药处理主要是用在锅内处理、循环冷却水的处理和生水预处理中。
炉内处理
不同参数的锅炉应采用不同的锅内处理方式，自然循环的汽包锅炉最 多采用低磷酸盐处理或磷酸盐—PH协调控制。有凝结水处理装置的 亚临界压力或超临界压力锅炉多采用挥发性处理。
循环冷却水处理
热力系统和系统流程
3、热力循环系统主要分为以下几个部分：汽水系统、化学补给水系统、 再热蒸汽系统、循环冷却水系统。 3.1、汽水流程 高速混床→ 化学补给水 ↗ 凝结水→凝结水泵→低压加热器 →除氧器→给水泵→高压加热器 ↑ ↓ 低压缸← 中压缸 ←再热 ← 高压缸←过热器← 水冷壁 ←汽包 3. 2、再热蒸汽流程 汽机高压缸排气→壁式再热器→再热器减温器→中温再热器→高温再热 汽机中压缸的低压旁路站 器→ 再热器安全阀 3. 3、化学补给水流程 原水→水处理装置→二级除盐水箱→除盐水泵→凝汽器 3.4、循环水冷却水系统 加杀菌剂、阻垢剂 冷却塔→循环泵→凝汽器→冷却塔
天然水的处ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及电厂水处理
1、天然水的水质指标和特点 1.1 天然水的分类 按照水的分类总硬度（1/2Ca 2++1/2Mg 2+ )的大小，可将其分成五
类：
（1）极软水：硬度＜1.0mmol/L （2）软水：硬度1.0-3.0mmol/L
（3）中等硬度水：硬度3.0-6.0mmol/L （4）硬水：硬度6.0-9.0mmol/L （5）极硬水：硬度＞9.0mmol/L 按照水的含盐量分类：可分为如下四类： （1）低含盐量水，含盐量＜200mg/L （2）中等含盐量水，含盐量200-500mg/L
热力系统水质监控
工业锅炉水处理技术
物与电导率旳比值关系（简称固导比），通过测定电导率来间接测定和控制溶解固形物旳措施。
理论和试验表明，水样旳pH对电导率测定值影响较大，当锅水中旳OH-浓度较高时，会使溶解固形物测定成果偏高，因此测定电导率时，应预先将水中旳OH- 中和至中性。
固氯比法是运用锅水中溶解固形物与氯离子旳比值关系（简称固氯比），通过测定锅水氯离子含量来间接测定和控制锅水溶解固形物。
采用固氯比法时，需注意软水器再生后应正洗彻底并防止出水中氯离子偏高，导致固氯比不稳定。
无论是固导比还是固氯比，都要在水质相对稳定旳状况下，才靠近于常数。
当水质变化较大，或者加药处理旳药剂种类和用量波动较大时，都会使固导比和固氯比值发生较大旳变化，并影响到溶解固形物测定旳对旳性。
因此溶解固形物与电导率或氯离子旳比值关系应定期复测，并根据试验成果进行修对旳定。
（9）磷酸根旳测定配有分光光度计旳锅炉使用单位，可以按GB/T6913《锅炉用水和冷却水分析措施磷酸盐旳测定》规定旳措施测定锅水磷酸盐。
未配置分光光度计旳工业锅炉使用单位，可以按本原则附录F中旳目视法测定磷酸盐。
该措施合用于锅水中溶解性正磷酸盐旳测定，磷酸根测定范围2～50mg/L。
（10）氯离子旳测定氯离子旳测定措施应根据水中干扰物质旳含量来选择。
一般水样可选择GB/T 15453《工业循环冷却水和锅炉用水中氯离子旳测定》；当水样中干扰物质含量较高时，可选择本原则附录G《氯化物旳测定（硫氰酸铵滴定法）》规定旳措施进行测定。
GB/T15453旳测定措施，即：以硝酸银为原则溶液、以铬酸钾为指示剂测定氯离子，当水样中存在碳酸根（CO32- ）、亚硫酸根（SO32- ）、磷酸根（PO43- ）、聚羧酸盐和有机膦等物质时，易产生干扰，使测定成果偏高，尤其是锅内加有聚羧酸盐和有机膦等防垢剂时，氯离子旳测定误差甚至会高达20％。
因此采用锅内加药处理时，宜选用本原则附录G“硫氰酸铵滴定法”测定锅水氯离子，以提高测定旳精确性。
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五、碱度 碱度是表示水中能接受氢离子的物质的量 , 单位为mmol/L 。如溶液中 OH- 、 CO32、 HCO3- 及其弱酸盐类。在 天然水中的碱度主要是碳酸氢盐 , 有时还有少量的腐殖酸质弱酸类。锅水中的碱度主 要是以 OH-和 CO32- 的形式存在。
2.1锅炉用水处理
锅炉用水处理包括锅外化学处理、锅内加药处理和回水处理。 1）锅外化学处理 是保证补给锅炉合格软化水或软化、除碱水
。 2）锅内加药处理 是根据锅水的水质情况，向锅内定量投加防
垢剂或其他药剂，以保证锅水的各项指标符合相应的标准 。 3）回水处理 对受到污染的回水，根据污染的杂质和污染的程 度采取相应的处理措施。如除油、过滤以及离子交换软化 等。
甚至穿孔。可造成金属强度降低。缩短锅炉使用年限。尤其是
热水锅炉，由于循环水量大，溶解氧含量大，发生氧腐蚀的几
率大。故热水锅炉腐蚀问题更为严重。
2）增加锅水中的结垢成分 金属腐蚀产物（主要是铁化物
），被锅水携带到锅炉受热面上后，易于其他杂质结成水垢。
当水垢中含有铁时，传热效果更差。如:含有8%的铁并混有二
二、工业锅炉水处理
工业锅炉水处理工作，就是采取有效措施，保证锅炉 的汽、水品质，防止锅炉结垢、腐蚀及汽水共腾等不良 现象发生。具体的工作任务如下： 汽水监督 锅炉运行时，根据国家规定的标准，对锅炉的 给水、锅水以及蒸汽等进行化学分析，检查汽水品质是 否符合要求。
《工业水处理技术》第九讲工业锅 炉水处理知识汇总
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三、工业锅炉用水的主要评价指标
二、含盐量 含盐量是表示水中溶解盐类的总和 , 其单位为 mg/L 。由水质全分析中所测
得阴、阳离子总和求得。这种测量方法操 作复杂 , 又费时间 , 所以常用溶解固形物 ( 或蒸发残渣 ) 近似的表示。
氧化硅形成的1mm水垢，所造成的热损失，相当于4mm其他成
分的水垢。
《工业水处理技术》第九讲工业锅 炉水处理知识汇总
3)产生垢下腐蚀 含有高价铁的水垢，容易引起与水垢 接触的金属铁的腐蚀。铁的腐蚀产物又容易重新结成水垢 。这是一种恶性循环，它会迅速导致锅炉构件的损坏。如 热水锅炉停炉期间保养不当，即可引起上述循环腐蚀。
2)锅水中的杂质造成。当锅水中含有较多的氯化钠、磷酸 钠、油质和硅化物时，或者锅水中的有机物与碱作用发生皂 化时，在锅水沸腾蒸发过程中，液面就会产生泡沫，泡沫薄 膜破裂后分离出很多的水滴。这些含盐量很高的水滴不断被 蒸汽带走，而发生汽水共腾现象。
《工业水处理技术》第九讲工业锅 炉水处理知识汇总
3.1汽水共腾的危害
1)蒸汽受到严重污染； 2 )过热器管和蒸汽流通管道产生积盐，严重时将管道堵 塞； 3 )使过热蒸汽的过热温度下降； 4 )水位表内充有汽泡，造成液面分辨不清； 5 )产生水锤作用，易造成蒸汽系统连接处损坏； 6 )容易引起蒸汽阀门、回水弯头部位和过热器内的腐蚀 。
《工业水处理技术》第九讲工业锅 炉水处理知识汇总
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1.1结垢的危害
1.浪费燃料 若结有1mm厚的水垢，浪费燃料约10%。 2.受热面损坏 结有水垢的锅炉，传热性能变差，燃料燃烧 的热量不能迅速的传递给炉水，致使受热面金属的温度超过正 常工作条件的温度，此时受热面过热。发生受热面变形、爆破 、爆炸。 3.锅炉出力降低 结垢后，由于传热变差，要达到锅炉的额 定蒸发量或额定供热量，就需要多消耗燃料。但随着结垢厚度 增加，以及炉膛容积和炉排面积是一定的（燃料的供热量是一 定的），燃料的消耗受到限制，因此，锅炉的出力就会降低。
《工业水处理技术》 第九讲工业锅炉水处理知识汇总
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一、工业锅炉水处理的重要性
锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源， 将所承装的液体加热到一定参数，并对外输出热能 的设备。
锅炉的工作介质主要是水和有机热载体 水质不良对锅炉的危害 （1）结垢 （2）腐蚀 （3）影响蒸汽品质
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水垢及溶解氧的腐蚀
《工业水处理技术》第九讲工业锅炉水 处ຫໍສະໝຸດ 知识汇总炉管（水管）的腐蚀情况
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裂缝
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泥渣和水垢
《工业水处理技术》第九讲工业锅炉水 处理知识汇总
《工业水处理技术》第九讲工业锅 炉水处理知识汇总
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水垢的危害示意图
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锅炉内结垢
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2、腐蚀
1）金属构件破损 省煤器、水冷壁、对流管束及锅筒等构
件都会因水质不良而引起腐蚀。使这些金属构件变薄、凹陷，
三、溶解固形物 溶解固形物是水经过过滤后 , 那些仍溶于水中的各种元机盐类、有机物等 , 在水浴上蒸干 , 并在 105~110 。 C 下烘干至恒重所得到的蒸发残渣称为溶解 困形物 , 其单位为 mg/L 。在不严格的情况下 , 当水比较纯净时 , 水中的有机 物含1量1/1比8/2较020少 , 有时也用溶《解工固业水形处物理技来术近》似第九地讲表工业示锅水中的含盐量。
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1、结垢
水质不良，是指水中含有较多的有害的杂质。这种水如果 不经任何处理，一旦进入锅内，将会带来以下的危害：
结垢 水在锅内受热后沸腾蒸发的结果，为水中的杂质提 供了化学反应和不断浓缩的条件。当这些杂质在锅水中达到 饱和时，便有固体物质析出。所析出的固体物质，如果悬浮 在锅水中，称为水渣；如果沉积在受热面上，称为水垢。
垢下腐蚀（电化学腐蚀）
腐蚀坑
《工业水处理技术》第九讲工业锅炉水 处理知识汇总
3、汽水共腾
• 蒸汽锅炉锅筒内的水滴被蒸汽大量带走的现象，称为汽水
共腾。
• 产生的原因 1)运行操作不当或锅炉结构问题 例如，蒸汽阀门开启过
快；锅炉水位过高；用汽量突然增加，锅炉压力骤然降低； 锅炉超负荷运行，蒸发率过大等。