锅炉原理10章
锅炉原理 自然循环

简单循环回路和复杂循环回路
• 简单循环回路:由一根下降管(或一组结 构基本相同的下降管)与一个管屏(或一 组结构、位置、流动方向和热负荷基本相 同的管屏)连接而成的回路
• 区分独立循环回路。 • 具体计算回路的划分。受热最弱或阻力最
大、受热最强的上升管个别进行计算
上升管区段的划分
• 1。热水段要分开计算,下联箱到沸腾点是 热水段,采用单相流动计算公式
– 燃烧产生的腐蚀性气体对管壁的高温腐 蚀;
– 结渣和积灰导致的对管壁的侵蚀; – 煤粉气流或含灰气流对管壁的磨损。
• 管内的影响因素一般导致管子金属内壁 面上的连续水膜被破坏,出现传热恶化, 引起管壁工作温度超过金属材料的允许 温度。超温严重时管子强度下降,承压 能力下降。这时由于管内的工质压力的 作用,可导致管子局部“鼓包”、裂口, 以致发生爆管事故。
此时,管壁温度迅速上升,多数情况下管 壁过热而烧坏。 开始发生核态沸腾偏离时的热负荷称临界热负荷。
影响临界热负荷的因素分析:
(1)质量流速
质量流速对临界热负荷的 影响有两重性。质量含 汽率不变时,质量流速↑, 汽量↑,临界热负荷↓。 另一方面,质量流速↑, 携带蒸汽的速度↑,临界 热负荷↑。
高压时后者起主要作用。
• 2。热后段是否分出,热后段长度大于上升 管总长度10%,要分开进行计算
原因:汽水混 合物中含汽率 太高所致。
临界含汽率的影响因素:
(1)热负荷
热负荷与临界含汽率关系不大,但临界热 负荷↑,管壁温度↑。
(2)工质压力
工质压力较小时,压力↑,临界含汽率↑; 反之则相反。
(3)质量流速 质量流速,临界含汽率。 (4)管径 管径, 临界含汽率。
※对于超高压及以下的自然循环锅炉,在 循环正常时,由于热负荷和工质含汽率都较低, 不会发生传热恶化。
锅炉工作原理

锅炉工作原理
锅炉是一种利用燃料燃烧产生的热能将水或其他工质加热至一定温度或压力的设备。
锅炉的工作原理主要包括燃料的燃烧和热能的传递。
首先,燃料(如煤、油、天然气等)在炉膛内燃烧,产生高温燃烧气体。
燃烧过程中,燃料中的碳、氢等元素与氧气反应,产生大量的热能,并生成燃烧产物,如二氧化碳、水蒸气等。
随后,燃烧产生的高温燃烧气体通过炉膛内的烟管或水管,使烟气或热水与加热面接触。
加热面上通常贴有管道或片状散热器,通过这些散热面传递热能,将其传递给待加热的水或工质。
传热过程中,燃烧产生的热能被加热面吸收,使水或工质的温度升高,同时烟气冷却。
燃烧产生的烟气在烟管或水管中经过多次往复流动,从而增加了传热面与烟气之间的接触时间,提高了传热效率。
最后,经过传热的水或工质被加热至设定的温度或压力后,流出锅炉,供应给需要热能的设备或系统使用。
同时,冷却的烟气排出锅炉,通过烟囱排至大气中。
总之,锅炉的工作原理是通过燃料燃烧产生的热能,使加热面与烟气或热水接触,从而实现热能的传递。
锅炉的设计和操作都会对热能转化效率和安全性产生影响,因此在使用锅炉时需要遵循相关的操作规程和安全注意事项。
《锅炉原理》习题

《锅炉原理》习题库第一章基本概念锅炉容量层燃炉室燃炉旋风炉火炬―层燃炉自然循环炉多次强制循环炉直流锅炉复合制循环炉连续运行小时数事故率可用率钢材使用率第二章⑴基本概念元素分析工业分析元素分析成分工业分析成分应用基分析基干燥基可燃基发热量折算灰分折算水分结渣变形温度软化温度熔化温度重油⑵问题煤的元素分析成分有哪些?煤的工业分析成分有哪些?应用基碳、固定碳和焦碳的区别是什麽?挥发分包括哪些元素?挥发性物质包括一些什麽物质?第三章⑴基本概念燃料的燃烧理论空气量过量空气系数漏风系数理论烟气量实际烟气量燃料特性系数烟气的含氧量理论空气焓理论烟气焓锅炉机组的热平衡输入热量锅炉有效利用热排烟损失失化学未完全燃烧损失机械未完全燃烧损失散热损失其他损失飞灰系数飞灰可燃物含量排渣率灰渣可燃物含量保热系数最佳过量空气系数燃料消耗量计算燃料消耗量正平衡法反平衡法锅炉热效率⑶问题理论空气量中的物质成分有哪些?理论烟气量中的物质成分有哪些?什麽叫最佳过量空气系数,如何确定?烟气中的水分有哪些来源?写出烟气中的氧量和过量空气系数的关系式。
我国锅炉热平衡规定有哪些热损失?输入热量包括哪些热量?燃煤锅炉的机械未完全燃烧损失具体包括哪些损失?一般来讲,燃煤锅炉的烟气中包括哪些可燃物?由散热损失推导保热系数时,有什麽假设?锅炉有效利用热包括哪些部分?第四章⑴基本概念煤粉细度煤粉的经济细度煤粉颗粒组成特性细度系数均匀性指数煤的可磨性系数最佳通风量直吹式制粉系统中间储仓式制粉系统粗粉分离器细粉分离器锁气器⑵问题为什麽用一个筛子可以确定煤粉的颗粒组成?影响煤粉爆炸性的因素有哪些?煤的可磨性系数大说明煤粉好磨还是难磨?什麽叫高速磨煤机、中速磨煤机、低速磨煤机?各举一个例子。
什麽叫风量协调,如何对好烟煤和多水分褐煤进行风量协调?画出中间储仓式乏气送粉的制粉系统图。
画出中间储仓式热风送粉的制粉系统图。
画出直吹式的制粉系统图。
什麽叫正压的直吹式制粉系统?什麽叫负压的直吹式制粉系统?说明下述部件的作用和工作原理:粗粉分离器细粉分离器锁气器第五章⑴基本概念化学反应速度活化能着火着火温度燃烧反应的动力区燃烧反应的过渡区燃烧反应的扩散区⑵问题燃烧反应分为哪些区域,各有什麽特点?画出煤粉燃烧的放热曲线和散热曲线,指出着火点和熄火点。
锅炉原理知到章节答案智慧树2023年山东科技大学

锅炉原理知到章节测试答案智慧树2023年最新山东科技大学第一章测试1.燃煤锅炉中进行的能量转换形式为()。
参考答案:化学能→热能2.省煤器通常位于锅炉的()。
参考答案:尾部竖井烟道3.汽包通常位于锅炉的()。
参考答案:锅炉顶部不受热4.过热器中的工质进行的是()过程。
参考答案:过热5.省煤器中的工质进行的是()过程。
参考答案:预热6.锅炉型号表示中,DG-670/13.7-540/540-M8中,670是指()。
参考答案:容量7.DG-670/13.7-540/540-M8中,13.7是指()。
参考答案:过热蒸汽压力8.DG-670/13.7-540/540-M8中,540/540是指()。
参考答案:过热蒸汽温度/再热蒸汽温度9.DG-670/13.7-540/540-M8中,M是指()。
参考答案:燃煤10.蒸汽锅炉的额定蒸汽参数,是指()参考答案:额定压力、额定温度11.现代大型电厂锅炉的主要形式是()参考答案:室燃炉12.如图这是什么燃烧方式的锅炉。
()参考答案:循环流化床锅炉13.如图这是()锅炉参考答案:火床炉14.如图,这是什么燃烧方式的锅炉()。
参考答案:火床炉15.汽包锅炉不能应用于()。
参考答案:超临界锅炉16.锅系统是指什么()参考答案:汽水系统17.下列哪项不是直流锅炉的特点()参考答案:应用于超临界压力18.采用煤粉燃烧的是()参考答案:室燃炉19.仅利用汽水密度差产生循环推动力,推动汽水混合物流动的是()炉型参考答案:自然循环汽包锅炉20.超超临界锅炉可以选择哪一种炉型是()参考答案:直流锅炉21.锅炉燃烧的燃料是煤粉。
()参考答案:错22.锅炉是生产过热蒸汽的设备。
()参考答案:错23.链条炉属于层燃炉的一种。
()参考答案:对24.自然循环汽包锅炉只能用于临界压力以下。
()参考答案:对25.直流锅炉只能用于临界压力以上。
()参考答案:错26.控制循环锅炉只能用于临界压力以下。
燃气锅炉的工作原理

燃气锅炉的工作原理燃气锅炉是一种常见的供暖设备,通过燃烧燃气来产生热能,从而提供热水或蒸汽。
燃气锅炉的工作原理是如何的呢?下面将详细介绍。
一、燃气锅炉的基本构造1.1 燃气供给系统:燃气锅炉通过燃气供给系统将燃气输送到燃烧室。
1.2 燃烧室:燃气在燃烧室内与空气混合并燃烧,产生热能。
1.3 热交换器:燃气燃烧后释放的热能通过热交换器传递给水或蒸汽。
二、燃气锅炉的工作过程2.1 点火启动:当燃气锅炉启动时,点火系统点燃燃气,开始燃烧。
2.2 燃烧过程:燃气在燃烧室内燃烧,释放热能,加热热交换器中的水或蒸汽。
2.3 热交换:热交换器中的水或蒸汽被加热,产生热水或蒸汽供应给暖气系统或热水系统。
三、燃气锅炉的安全保护系统3.1 过热保护:当燃气锅炉温度过高时,过热保护系统会自动停止供热,防止燃烧室发生爆炸。
3.2 过压保护:燃气锅炉内部压力过高时,过压保护系统会自动释放压力,确保锅炉安全运行。
3.3 燃气泄漏保护:燃气锅炉会监测燃气泄漏情况,一旦检测到泄漏,会自动关闭燃气供给,避免安全事故发生。
四、燃气锅炉的节能原理4.1 高效燃烧:燃气锅炉采用高效燃烧技术,提高燃烧效率,减少能源浪费。
4.2 热交换效率:燃气锅炉的热交换器设计合理,最大限度地利用燃气燃烧释放的热能。
4.3 智能控制:燃气锅炉配备智能控制系统,根据室内温度和需求自动调节供暖,节约能源。
五、燃气锅炉的维护保养5.1 定期清洁:定期清洁燃气锅炉内部和热交换器,保持燃烧效率。
5.2 检查安全阀:定期检查安全阀是否正常工作,确保燃气锅炉安全运行。
5.3 定期维护:定期请专业技术人员对燃气锅炉进行维护,延长使用寿命。
总结:燃气锅炉通过燃气燃烧产生热能,通过热交换器传递给水或蒸汽,供暖或热水使用。
在工作过程中,需要注意安全保护系统的作用,节能原理的应用,以及定期维护保养的重要性。
通过合理使用和维护,燃气锅炉可以安全、高效地运行,为人们提供舒适的生活环境。
锅炉的工作原理

锅炉的结构及工作原理
第一章锅炉的结构
锅炉:是一种生产蒸汽的换热设备,它通过煤,油,天然气等燃料时
放出化学能,通过传热过程将能量传递给水,使水转变成蒸汽,蒸汽
直接供给工业生产中所需的各种形式的能源
锅炉的蒸汽参数:容量、蒸汽压力、蒸汽温度和给水温度。
锅炉的容量:额定蒸发量,即在规定的出口压力,温度和保证效率下
锅炉本体:炉膛、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、再热器、空气
预热器以及钢架炉壁
水冷壁:吸收炉膛辐射热,汽化水
过热器:饱和蒸汽加热到过热蒸汽
再热器:将透平中低温蒸汽加热,以提高做功能力
省煤器:把低温给水加热成温度较高的水
空气预热器:预热空气,利用低温烟气加热进入锅炉的空气,提高其
温度
炉墙:减少锅炉散热损失,起保护作用
应用成份:C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100%
干燥成份:C%+H%+O%+N%+S%+A%=100%
可燃成份:C%+H%+O%+N%+S%=100%
3)气体燃料:天然气,各种工艺气、焦炉煤气及发生炉煤气
煤的成份及性质
组成:C.H.O.N.S.A.W
高位发热量Q高是指1KG燃料彻底燃烧后燃烧产物冷却到使其中的
水蒸气凝结成0度的水时放出的热量
低位发热量Q低是指1KG燃料彻底燃烧后燃烧产物除去汽化潜热后
所得的热量
锅炉设计采用低位发热量的原因:煤在燃烧后,排烟仍具有相当高的
3)工质的加热器化过程:给水(系统用水补给水)→给水箱→
泵→省煤器→锅筒—(下降管)→下集箱→水冷壁管束—(辐射
第十章 锅炉火焰检测系统

比色测温根据同一时刻测量到的两个相邻波长幅射能的“比值”确 定温度值,镜头污染,器件特性漂移等时变因素相互抵消,同时,测量 过程是可延续可重复的。彩色工业摄像机所拍摄的炉膛内部图像的每一 个像素都是由红(R)绿(G)蓝(B)三基色组成,可以从红绿蓝中任取两值 相比,根据比值确定每个像素对应的温度。利用参考测温及推温度反推 温度分布的检测计算方法,实时监测特定波长下的炉内幅射能及其变化 率,重建炉膛温度场(二维或三维)。该方法是通过比色法实时测得视 场中某一参考点(i0,j0)实际温度,计算对应点相应波长下的实 际幅射能量Eλ(i0,j0)。假设CCD在可见光范围内的光电转 换特性为f(·),可以通过光学电路设计或数字补偿方法线性化,确 定当前测量条件下图像亮度Sλ(i0,j0)和Eλ(i0,j0) 之间的比例系数K,再由CCD图像数据计算炉膛其它区域的实际幅射 能量值Eλ(i,j),最后反推出温度分布值。可见比色测温是实现 CCD火焰图像处理过程中的灰度归一化的有效方法。
微元和面积微元上CCD 象素E(IJ)的辐射份额系数,称为REAK数它 们由各个元素的辐射特性参数所决定,可采用结合Monte Carlo方法的 快速算法得解。
READ数中包含了炉膛燃烧空间的多次散射和非独立散射的影响。以 及其它非直接辐射区域的影响。另外考虑到现有的计算方法、计算机硬 件和CCD器件分辨率及记录精度等性能的限制,一般只将镜头视角之内 的有效燃烧区域划分为有限的子域进行分析计算,因此,(7)式演变 成:
2)火焰幅射图像处理 A幅射计算 幅射以电磁波的形式传播,通过传播空间时将产生散射和被吸收, 在充满气固两相流动介质的炉膛空间的过程更加复杂多变。针对这一过 程的特殊性,火焰图像的处理基本上采用不确定性视觉计算的方法,重 点在于幅射性质的研究和计算,假定炉膛空间的有效燃烧区域为一个由 灰色固体壁面包灰色气体组成的物理空间。理论上,具有mxn个像素的 CCD器件的任一个像素E(λ,j)可接受到的幅射能可归纳为下 式。 E(ij)=∫∫∫(Ω)R(dj)(x、y、z)→(ij)4kg(x、y、z)Бt4g(x、 y、 z)dxdydz+∫∫(s)Rdw[(x/,y/)→(ij)]εw(x/,y/)Бt4g(x/,y/)dx/dy/ ………………(7) 式中:(x,y,z)为炉膛空间基准坐标系;(x’,y’)为炉 膛周边各壁面在基准坐标下的变换坐标;Kg为介质的消光系数,εω为 壁面吸收率;Tg为微元温度;Rαg和Rdw分别为气体和壁面在相应体积
锅炉原理期末复习资料

授课:岳
悦
编写:许长浩
吴梦晨
向明明
焦
彤
排版:许长浩
6、旋转射流与直流射流区别 ①旋转射流除具有直流射流中存在的轴向速度、径向速度外,还有切向分速度,因 而在旋转射流内部产生了回流区 ②旋转效应衰退快,射程比直流射程短 ③旋转射流的扩展角一般比直流射流大 ④旋流燃烧器衰减很快时期后期混合较差, 故一般舍和与质量中等以上的烟煤燃烧 7、常见的低 NOx 燃烧技术:低过量空气燃烧、浓淡偏差、空气分级 8、直流煤粉燃烧器结构的特点 ①强化着火一次风喷嘴:出口带有钝体并实行煤粉浓、淡分离燃烧,带周界风 ②五层中间二次风喷嘴:上下两层水平偏角,中间直吹 ③紧凑燃尽风和分离燃尽风喷嘴: 实现空气分级燃烧。 紧凑燃尽风单层或双层布置, 分离燃尽风喷嘴 4-5 层布置。 9、炉膛的结构应满足的条件 ①有良好的炉内空气流动特性,避免火焰冲撞炉墙,这是保证炉膛水冷壁不结渣的 重要条件。同时还应使火焰在炉膛中有较好的充满程度,减少炉内停滞旋涡区。停滞旋 涡区对燃烧是不利的,它使烟气有效流通截面缩小,煤粉在炉内逗留时间缩短,以致来 不及完全燃烧 ②有布置一定数量受热面的炉膛空间,将烟气温度冷却到允许的数值,保证炉膛出 口及其后的受热面不结渣 ③有合适的热强度 10、炉膛设计参数:①炉膛容积热强度 ②炉膛断面热强度 ③燃烧器区域壁面热强度; ④燃尽区容积热强度 ⑤炉膛壁面热强度
锅炉有效利用热量 100% 锅炉输入热量
授课:岳
悦
编写:许长浩
吴梦晨
向明明
焦
彤
排版:许长浩
8、锅炉分类(按燃烧方式) :层燃炉、流化床炉、旋风炉和室燃炉 (按水循环方式) :自然循环、控制循环和直流 (按蒸发量) :小型、中型和大型 (按主蒸汽压力高低) :低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临 界压力、超超临界压力
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Mg(HCO3)2 MgCO3 H2O CO2
MgCO3 H 2O Mg(OH )2 CO2
2)永久硬度(HFT) 非碳酸盐硬度:CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4等。这些盐类在加 热至沸腾时不会立即沉淀,只有在水不断蒸发后使水中所含的浓度超过 饱和极限时才会沉淀析出。 4.碱度(A) ——指水中含有能接受氢离子的物质的量,单位为mmol/L 常见的碱性物质: OH 、CO32、HCO3 、PO43 以及其他一些弱酸盐类(诸 如硅酸盐、亚硫酸盐,腐植酸盐)和氨等。在天然水中,碱度主要由盐类 组成。
3)当悬浮物、油脂及盐分等浓度达到某一限度时,锅水的蒸发面上 便会产生大量泡沫和形成汽水共腾现象,造成蒸汽大量带水(或假水位 ),严重影响蒸汽品质,同时还会造成过热器及蒸汽管道中的积盐及结 垢现象。而使管壁温度增高,以致烧损。
4)O2和CO2会对锅炉的受热面产生化学腐蚀。锅炉的给水和锅水又 都是电解质(酸、碱、盐的水溶液),金属在电解质中会产生电化学腐蚀作 用。这两种腐蚀均为局部腐蚀,即在金属表面产生溃伤性或点状腐蚀, 俗称“起麻点”。腐蚀到一定阶段,常形成穿孔,造成锅炉事故。
通常用溶解固形物作为含盐量的近似值。 3.硬度(H)——指溶解于水中能形成水垢的物质(钙、镁)的含量,单位
mmol/L 总硬度(H)——水中钙(Ca2+),镁(Mg2+)离子的总含量,即:
1)暂时硬度(HT)
H HT H FT
碳酸盐硬 度:是 指溶 解于水 中的 重碳酸 钙 Ca(HCO3)2、重 碳酸 镁
大部分被清除。水中的一部分溶解盐类(主要是钙、镁盐类) 会析出或 浓缩沉淀出来。
水渣——是锅炉给水中的一部分溶解盐类(主要是钙、镁盐类)析出 或浓缩沉淀出来并以悬游的形式存在的杂质。
水垢——是锅炉给水中的一部分溶解盐类(主要是钙、镁盐类)析出或 浓缩沉淀出来,附着受热面的内壁的杂质。 1)水渣使管内流通截面减小,容易造成堵塞,水循环受到破坏 2)水垢导热性能很差(比钢小30~50倍),使受热面的传热情况恶化,从 而使锅炉的排烟温度升高,降低了锅炉的出力和效率。
天然水中的溶解气体主要有氧O2和二氧化碳(CO2) O2:水中溶解了大气中的氧。 CO2:主要是水中或泥土中有机物的分解和氧化的产物。
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§10.1水中杂质及水质指标
第九章
2.水中杂质的危害性 天然水中的悬浮物和胶体杂质是在水厂里通过混凝和过滤处理后
二、水质指标
1.悬浮固形物——水通过滤纸后被分离出来的固形物,经干燥 至恒重,是以1L水中所含固形物的mg数来表示,单位:(mg/L)。
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§10.1水中杂质及水质指标
第九章
2.溶解固形物——已分离出悬浮固形物后的水,经蒸发、干燥后所得 的残渣,单位为mg/L。
3)当水中含有钠盐碱度时,应不会存在非碳酸盐硬度(永硬),
Na 2CO3 CaSO4 CaCO3 Na 2SO4
所以钠盐碱度被称之为“负硬”。 4)硬度与碱度相互关系
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§10.1水中杂质及水质指标
§10.1 水中杂质及水质指标
第九章
一、水中的杂质及其危害性
1.水中的杂质 杂质按其颗粒大小的不同可分成三类:颗粒最大的称为悬浮物,其
次是胶体,最小是离子和分子,即溶解物质。 1)悬浮物 悬浮物是指水流动时呈悬浮状态存在,但不溶于水的颗粒物质,其
颗粒直径在10-4 mm以上,通过滤纸可以被分离出来。主要是砂子,粘土 以及动植物的腐败物质。
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第九章
§9.1 水中杂质及水质指标
3.锅炉水处理的方式和任务 1)水处理的任务 (1)软化——降低水中钙、镁盐类的含量,防止锅内结垢; (2)除氧——减少水中的溶解气体,以减轻对受热面的腐蚀。 2)水处理方式 锅外水处理——给水经预先处理后进入锅炉; 锅内水处理——水处理在锅内部进行。
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§10.1水中杂质及水质指标
第九章
水中所含的各种硬度和碱度之间有内在的联系和制约。
1)水中不可能同时存在
OH
碱度和
HCO
碱度,二者会起反应,即
3
OH HCO3 CO32 H 2O
2)水中暂时硬度是钙、镁与 CO32 及 HCO3 根的盐类,属于水中的碱度 。
2)胶体 胶体是颗粒直径在10-6~10-4mm之间的微粒,是许多分子和离子的集
合体,通过滤纸不能分离出来。它们在水中不能相互粘合,而是稳定在 微小的胶体颗粒状态下,不能依靠重力自行下沉。天然水中的有机胶体 多半是由动植物腐烂和分解后生成的腐植质,同时还带有一部分矿物胶 质体,主要是铁、铝和硅等的化合物。
Mg(HCO3)2和钙、镁的碳酸盐。一般天然水中重碳酸钙、镁在水加热至
沸腾后能转变为沉淀物析出。由于水中尚溶解少量的CaCO3,故暂时硬
度近似于碳酸盐硬度。
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§10.1水中杂质及水质指标
第九章
Ca(HCO3 )2 CaCO3 H 2O CO2
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§10.1水中杂质及水质指标
第九章
(1)在汽锅内壁附着1mm厚的水垢,就要多消耗煤2~3%左右 (2)受热面的壁温大为增高,引起金属的过热而使其机械强度降低,导 致管壁起疱或出现裂缝。 (3)锅炉水管内壁结垢后,使管内流通截面减小,水循环的流动阻力增 大,甚至堵塞,导致爆管。
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第九章
§10.1水中杂质及水质指标
3)溶解物质 天然水中的溶解物质主要是钙、镁、钾、钠等盐类和一些溶
解气体。 (1)盐类
这些盐类大都是以离子状态存在,其颗粒小于10-6mm。 Ca2+:石灰石(CaCO3)和石膏(CaSO4•2H2O)的水溶解后; Mg2+:白云石(MgCO3·CaCO3)受含CO2的水溶解而成。 (2)分子