一、天然水的种类及特点
水是地球上分布最广的物质中的一种。被海洋、江河、湖 所覆盖的面积 , 约占地球表面的三分之二。天然水按其来源 可分为三种 :
1. 雨水。雨水一般不含矿物杂质。因其溶解能力很大 , 当以雨雪等形式从空中降落时 , 会吸收和溶解一些来自空气中的气体 , 如氧、氮、二氧化碳、尘埃和细菌等杂质。雨水的硬度和含 盐量都很低。但是 , 由于雨水收集积存困难 , 所以不能作为 锅炉供水的水源。
2. 地表水。地表水主要包括 : 江水、河水、湖水、水库水等。因其 矿化度小 , 因此硬度较低 , 但因表面径流和地下渗流的结果 往往混入不溶或可溶性杂质 : 如泥沙、动植物残骸及可溶性盐类。地表水的成分 , 随地区的不同 , 其成分有较大的差别。 就同一地区的地表水 , 随季节的不同 , 也有较大的波动 , 在 夏季洪汛期 , 水中的盐类被雨水或冰雪融化 , 水被冲淡 , 因 此硬度和含盐量会大大减少 , 混浊度却会急剧增高 , 冬季则 相反。地表水经处理后 , 可作为锅炉给水。应当指出 , 海水亦属地表水 , 但由于它含盐量高 , 硬度大 , 如不经处理不但不能作锅炉用水 , 也不能饮用。
3. 地下水。地下水包括 : 井水、泉水、自流水。由于经过地层的渗透过滤 , 通常悬浮杂质较少 , 水的透明度较高。但因水具有较强的溶解性 , 从空气中吸收了二氧化碳之后 , 溶解能力更 强 , 在透过不同岩石层时 , 便溶入了各种无机盐类。地下水 溶解矿物质的程度决定于土质中矿物质的成分、接触时间和水流经路程的长短。一般地下水水质是比较稳定的 , 受季节变化影响较小 , 但 是水中的含盐量和硬度却是比较大的 , 经过处理之后可作锅炉给水。
天然水中含有各种杂质，按其颗粒大小不同，可以分为三 类：悬浮物质、胶体物质、溶解物质。悬浮物的存在会影响离子交换设备及锅炉的安全经济运行， 如果它们在离子交换器内沉积，将会使离子交换剂受到污染，从 而使其交换容量降低，周期出水量减少，并影响离子交换器的出 水质量。如果悬浮物直接进人锅炉，它会在锅筒内沉积，使传热 情况变坏，金属因过热损坏而发生事故。天然水中的胶体，一类是硅、铁、铝等矿物质胶体；另一类 是由动植物腐败后的腐殖质形成的有机胶体。由于胶体表面带有 同性电荷，它们的颗粒之间互相排斥，所以颗粒不能长大，不能 靠重力下降，所以可在水中稳定存在。若不除去水中的胶体物 质，将会使锅炉结成难以去除的坚硬水垢，并使锅水产生大量泡 沫，引起汽水共腾，污染蒸汽品质，影响锅炉的正常运行。水中溶解的物质主要是气体和矿物质的盐类，它们都以分子 或离子状态存在于水中。水中溶解的气体都以分子状态存在。能 够引起锅炉腐蚀的有害气体主要是氧气和二氧化碳气体，有时还 有些硫化氢气体。氧是由大气中溶解进去的，二氧化碳和硫化氢 是有机物分解或氧化而产生的。水中溶解的盐类都是以离子状态存在的。它们是由于地层中 矿物质溶解而来的。天然水中溶解的盐类主要是钙、镁、钠、铁 的碳酸氢盐，氯化物和硫酸盐等。这些杂质若不除去，会造成锅 炉结垢、腐蚀和污染蒸汽品质，使锅炉金属过热变形、腐蚀穿 孔、缩短锅炉使用寿命、浪费燃料、降低锅炉热效率，或者产生汽水共腾，以至发生堵管、爆管等重大事故，破坏锅炉的安全经 济运行。
锅炉是一种热交换设备，是产生蒸汽货热水的；实现换热过程必须用水作为传能的介质。水在锅内受热为水中的杂质提供了化学反应和不断浓缩的条件，当杂质在锅内水中达到饱和时，会有固体物质析出，如果悬浮在锅水中就称为水渣；如果附着在受热面上，则称为水垢。水垢的导热能力是钢铁的十几分之一到几百分之一，大大降低锅炉传热效率。因此锅炉结垢会产生如下几种危害。
1）浪费燃料：锅炉结垢后，使受热面的传热性能变差，燃料燃烧所释放的热量不能及时传递到锅水中，大量的热量被烟气带走，造成排烟温度过高，排烟热损失增加，锅炉热效率降低。为保持锅炉额定参数，就必须多投加燃料，因此浪费燃料。大约1毫米的水垢多浪费燃料10%。
2）受热面损坏：结了水垢的锅炉，由于传热性能变差，燃料燃烧的热量不能迅速地传递给锅水，致使炉膛和烟气的温度升高。因此，受热面两侧的温差增大，金属璧温升高，强度降低，在锅内压力作用下，发生鼓包，甚至爆炸。
3）降低锅炉出力：锅炉结垢后，由于传热性能变差，要达到额定蒸发量，就需要消耗更多的燃料，但随着结垢厚度的增加，炉膛容积是一定的，燃料消耗受到限制。因此，锅炉出力就会降低。
4）消耗化学除垢药剂：水垢要彻底清除才能保证锅炉的安全和经济运行。而除垢通常采用化学药剂（酸、碱），不仅要消耗大量的化学药品及污染环境，还会因酸洗不当，或酸洗频繁而影响锅炉的使用寿命。
