廢熱鍋爐知識回顧

1、廢熱鍋爐知識回顧 一、定義：鍋爐是一種主要生產(chǎn)蒸汽的熱力設備。 鍋爐的三個過程：1.燃燒過程。2.煙氣的流動和傳熱過程。3.鍋內(nèi)過程即指水有液態(tài)到汽水分離的過程。廢熱鍋爐知識回顧 二、鍋爐的分類按鍋爐用途：可作為熱能動力設備和供熱設備。 按鍋爐本體結構：可分為火管鍋爐和水管鍋爐兩種。按鍋爐水循環(huán)形式：可分為自然循環(huán)鍋爐和強制循環(huán)鍋爐。按鍋爐壓力分類：低壓鍋爐：2.5Mpa以下；中壓鍋爐：2.5-6.0Mpa；高壓鍋爐：6.0Mpa以上。 供熱鍋爐一般情況選用壓2.5Mpa以下（一般不帶過熱蒸汽），蒸發(fā)量在20t/h以下的小型鍋爐。廢熱鍋爐知識回顧 三、鍋爐工作特性的基本參數(shù)。 1.蒸發(fā)量又有經(jīng)

2、濟蒸發(fā)量和額定蒸發(fā)量之說 蒸汽鍋爐每小時所生產(chǎn)蒸汽的數(shù)量，稱為蒸汽鍋爐的蒸發(fā)量，也稱為蒸汽鍋爐的“容量”或“出力”，常用符號D表示，其單位為t/h（噸每小時）kg/s（千克每秒）。蒸汽鍋爐的量有經(jīng)濟蒸發(fā)量和額定蒸發(fā)量之分。 經(jīng)濟蒸發(fā)量表示蒸汽鍋爐在最經(jīng)濟工況下連續(xù)運行時的蒸發(fā)量。 額定蒸發(fā)量是指蒸汽鍋爐在額定蒸汽參數(shù)（壓力和溫度）、額定給水溫度、使用設計燃料和保證設計效率的條件下，連續(xù)運行所應達到的最大蒸發(fā)量。目前我國工業(yè)蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量在0.1-65t/h的范圍內(nèi)。廢熱鍋爐知識回顧 2.供熱量 熱水鍋爐每小時出水有效帶熱量，稱為熱水鍋爐的供熱量，常用符號Q表示，其單位為KW（104kca

3、l/h）。熱水鍋爐的供熱量也有經(jīng)濟供熱量和額定供熱量之分。 目前我國熱水鍋爐的額定供熱量在58.15-116300 KW范圍之內(nèi)。 廢熱鍋爐知識回顧3蒸汽的質(zhì)量 鍋爐生產(chǎn)蒸汽或供熱的質(zhì)量，通常用其基本狀態(tài)參數(shù)壓力和溫度來反映。壓力的單位采用MPa（兆帕），溫度的單位采用（攝氏度）。 對生產(chǎn)過熱蒸汽的蒸汽鍋爐，蒸汽的質(zhì)量指的是蒸汽過熱器后主汽閥出口處過熱蒸汽的壓力（表壓力）和溫度，被稱為額定蒸汽壓力和溫度，統(tǒng)稱為蒸汽鍋爐的額定蒸汽參數(shù)。 對生產(chǎn)飽和蒸汽的蒸汽鍋爐，只標明主汽閥出口處的飽和蒸汽壓力，即知道了飽和蒸汽壓力，便可從水蒸汽表上查得其對應的飽和溫度。 對用以供熱，采暖的熱水鍋爐，其供熱的質(zhì)

4、量指的是熱水鍋爐出水閥處出口水的壓力和溫度，及其進水閥處進口水的溫度，被稱為熱水鍋爐的額定出口水壓力和額定出口/進口水溫度，統(tǒng)稱為熱水鍋爐的額定熱水參數(shù)。廢熱鍋爐知識回顧 四、鍋爐一般工作原理 1. 循環(huán)回路和循環(huán)倍率 由鍋筒（或上汽包）、聯(lián)箱和管子串聯(lián)而成的封閉系統(tǒng)稱為循環(huán)回路（如圖）。 廢熱鍋爐知識回顧 循環(huán)回路中進入下降管的循環(huán)水流量Mx與上升管出口蒸汽量D之比叫循環(huán)倍率，由K表示即：K=Mx/D 循環(huán)倍率是衡量鍋爐水循環(huán)可靠性指標之一。如果循環(huán)倍率過小，可能出現(xiàn)傳熱惡化。一般自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率為5-50，工業(yè)鍋爐為50-200。廢熱鍋爐知識回顧 2.自然循環(huán)基本原理 在循環(huán)回路中，

5、由于下降管內(nèi)工質(zhì)與上升管內(nèi)工質(zhì)的密度差引起的重力差推動工質(zhì)在循環(huán)回路中流動，這就是自然循環(huán)。 鍋爐點火運行后，由于上升管受熱，下降管不受熱（或者上升管受熱強于下降管），使得上升管內(nèi)工質(zhì)密度小于下降管內(nèi)工質(zhì)密度。因而聯(lián)箱內(nèi)的工質(zhì)兩側受到不同壓力作用，在壓差作用下工質(zhì)從下降管通過聯(lián)箱向上升管作定向流動。上升管中的汽水混合物進入鍋筒進行汽水分離后，飽和水又流入下降管，從而形成水的循環(huán)流動。廢熱鍋爐知識回顧 可以寫出壓差平衡方程式如下： 下降管與上升管的重位壓降之差稱為運動壓頭，用符號Syd表示，它是自然循環(huán)的推動力，用以克服整個回路中的流動阻力，即廢熱鍋爐知識回顧 下降管與上升管的重位壓降之差稱為運

6、動壓頭，用符號Syd表示，它是自然循環(huán)的推動力，用以克服整個回路中的流動阻力，即廢熱鍋爐知識回顧 運動壓頭減去上升管中流動阻力所得差值稱為有效壓頭，用符號Syx表示，即廢熱鍋爐知識回顧 可見，有效壓頭用來克服下降管中的流動阻力。其中運動壓頭的影響因素如下。 （1）鍋爐工作壓力。 鍋爐工作壓力越低，汽水密度差越大，運動壓頭也越高，可以克服更大的循環(huán)阻力。在其他條件相同時，較低工作壓力下的循環(huán)流量更大，有利于受熱面安全工作。 （2）上升管的熱負荷。 上升管的熱負荷較高，上升管工質(zhì)平均密度越小，下降管與上升管之間工質(zhì)密差越大，運動壓頭也越高，同樣對水循環(huán)有利。廢熱鍋爐知識回顧 （3）循環(huán)回路高度。

7、循環(huán)回路高度越高，運動壓頭也越高。但是，也不能為了保證循環(huán)安全而將循環(huán)回路高度設計得很高，因為這將使鍋爐成本大大提高。不過，原蘇聯(lián)生產(chǎn)的鍋爐與西方國家生產(chǎn)的鍋爐相比，安全系數(shù)一般留有余地，循環(huán)回路高度一般比正常情況下要高。因此，即使超負荷運行，水循環(huán)仍很安全。 另外，循環(huán)回路流動阻力大小主要由回自身結構特點和工質(zhì)的流量所決定。廢熱鍋爐知識回顧 五、鍋爐性能的衡量 鍋爐的基本工作特性包括鍋爐的生產(chǎn)能力、蒸汽質(zhì)量、經(jīng)濟效益、可靠性能和制造成本等各項，它們分別用以下指標來表示。 額定蒸發(fā)量：蒸發(fā)量也叫供熱量，是表征鍋爐生產(chǎn)能力的指標。額定蒸發(fā)量就是鍋爐在額定參數(shù)下長期工作的最大蒸發(fā)量，它的數(shù)值在鍋爐

8、銘牌上標出。 額定參數(shù)：鍋爐在長期運行時工質(zhì)（水或蒸汽）應該處于額定參數(shù)。 鍋爐效率：鍋爐效率是反映鍋爐運行的經(jīng)濟性的指標。定義為供給鍋爐的全部熱量中被有效廢熱鍋爐知識回顧 利用的百分數(shù)，用符表示，即：=有效利用的熱量/供給鍋爐的總熱量100% 鍋爐的可靠性：鍋爐的安全可靠性指標一般用連續(xù)運行小時數(shù)、事故率和可用率等指標來衡量。 連續(xù)運行小時數(shù)=鍋爐在連續(xù)兩次檢修之間運行的小時數(shù) 事故率=統(tǒng)計時間內(nèi)事故停用小時數(shù)/（該段時間內(nèi)運行總小時數(shù)+事故停用小時數(shù)）100% 可用率=（運行總小時數(shù)+備用總小時數(shù)）/統(tǒng)計時間內(nèi)總小時數(shù)100%廢熱鍋爐知識回顧 六、余熱鍋爐 利用工業(yè)生產(chǎn)中的余熱來產(chǎn)生蒸汽的

9、設備稱為余熱鍋爐，過去也稱為廢熱鍋爐。 余熱鍋爐結構的顯著特點是一般不用燃料，因而也往往就沒有燃燒裝置。余熱鍋爐與一般鍋爐的受熱面部分的結構相近，由省煤器、蒸發(fā)器（包括鍋爐管束和水冷壁）、過熱器等部件所組成。 余熱鍋爐可分為管殼式和煙道式兩大類。管殼式余熱鍋爐是一種由鍋筒、管子及金屬殼體構成一體的緊湊型小型余熱鍋爐。煙道式余熱鍋爐是一種布置成煙道形式的水管型受熱面裝置，它具有單獨的爐墻和構架，因而是一種較大型的余熱鍋爐。 廢熱鍋爐知識回顧 1.管殼式余熱鍋爐廢熱鍋爐知識回顧 七、鍋爐運行調(diào)節(jié) 在保持鍋爐的正常運行過程中，一般要對鍋爐的壓力、溫度和水位三個參數(shù)進行調(diào)節(jié)。 1.氣壓： 當鍋爐的壓力

10、變化時，可能毀壞設備和影響其它設備或介質(zhì)的正常工作。 汽包內(nèi)蒸汽空間的蒸汽量就增加，因此汽包壓力就上升；相反，則汽包壓力就下降。所以，汽包內(nèi)蒸汽壓力的變化，反映了鍋爐蒸發(fā)量與蒸汽流量之間的平衡關系。蒸發(fā)量的大小決定于供熱量的調(diào)整，蒸汽流量的大小決定于外界負荷的大小。因此，也可以說汽壓的變化反映了供熱與負荷之間的平衡關系。廢熱鍋爐知識回顧 2.溫度： 汽溫變化的原因過熱蒸汽溫度的高低，主要決定于過熱器的熱交換情況。也就是說，汽溫的變化反映了過熱器實際傳熱量與蒸汽需要吸熱量之間的平衡關系。 汽溫變化的具體原因有供熱側的原因和蒸汽側的原因兩個方面。蒸汽側有兩種因素的影響：一種因素是蒸汽本身的狀態(tài)或溫

11、度的變化引起汽溫的變化，如飽和蒸汽溫度上升，和減溫水流量上升或溫度降低，都會造成過熱汽溫的下降；另一種因素是蒸汽側的變化引起供熱調(diào)整而使汽溫變化。廢熱鍋爐知識回顧 3.水位調(diào)節(jié)： 水位變化的影響汽包水位的高低，對鍋爐的安全運行影響很大。如果水位過高，會使蒸汽帶水量增加，甚至會出現(xiàn)滿水、過水事故，設備受到水沖擊，就會被迫停機。如果水位過低，會出現(xiàn)嚴重缺水事故，那就要緊急停爐，否則會燒壞鍋爐。如果因處理不當，在嚴重缺水時大量進水，就會出現(xiàn)汽鍋爆炸事故，使人身、設備的安全受到威脅。為此，必須加強對水位的監(jiān)視，保持水位在規(guī)定范圍內(nèi)。水位一般規(guī)定在汽包幾何中心線以下50mm處，水位允許偏差為75-100

12、mm。廢熱鍋爐知識回顧 通常情況下，水位的變化反映了鍋爐給水量與蒸發(fā)量之間的平衡關系。當給水量大于蒸發(fā)量時，水位上升；給水量小于蒸發(fā)量時，水位下降；給水量與蒸發(fā)量相等時，水位保持不變（這里沒有考慮排污、漏水、漏汽等消耗的水量）。爐內(nèi)給熱工況的變化和進水流量的變化，必然導致水位的變化。廢熱鍋爐知識回顧 八、鍋爐排污 （1）排污的目的 a.排除鍋水中過剩的鹽類和堿類等雜質(zhì)，使鍋水各項水質(zhì)指標始終控制在國家標準要求范圍內(nèi)。 b.排除鍋內(nèi)生成的水渣。 c.排除鍋水表面的油脂和泡沫 廢熱鍋爐知識回顧 （2）排污的意義 a.鍋爐排污是水處理工作的重要組成部分，是保證鍋水水質(zhì)達到標準要求的重要手段。 b.保

13、持鍋水水質(zhì)良好，是減緩或防止水垢生成、保證蒸汽質(zhì)量、防止鍋爐金屬腐蝕的重要措施。 c.對確保鍋爐安全經(jīng)濟運行，節(jié)約能源有著極為重要的意義。廢熱鍋爐知識回顧 2.排污的方式和要求 （1）排污方式：鍋爐排污的方式有兩種，一種是連續(xù)排污，另一種是定期排污。 a.連續(xù)排污是通過裝在鍋爐上汽包水位線附近的排污裝置而進行的一種排污，所以也叫表面排污。連續(xù)排污主要有兩個作用：排除懸浮在水面的油污和泡沫；排除高堿度、高溶解固形物含量的鍋水。 b.定期排污:定期排污是通過安裝在鍋筒或下集箱最低部位的定期排污裝置進行的，所以也叫底部排污。定期排污主要有三個作用：排除鍋水中的沉渣和泥砂；排除高堿度、高含鹽量的鍋水；

14、降低鍋爐水位或停爐后排放鍋水。廢熱鍋爐知識回顧 （2）排污要求：一般要做到勤排、少排、均衡排。其排污過程應像如下操作廢熱鍋爐知識回顧 3.鍋爐排污裝置 （1）連排： 鍋爐連續(xù)排污裝置詳見圖所示，該裝置由排污管、吸污管和排污閥等零部件組成。 排污管與吸污管裝在上鍋筒內(nèi)，外部用排污閥與排污總管或擴容器連通，排污管一般采用鍋爐無縫鋼管制成。其管徑視鍋爐容量大小而定，28-60mm，在其縱向等距離開孔。 排污管與汽包縱向平行安裝。吸污管上端距鍋爐正常水位線80-100mm，安裝在此處的主要目的：一是此處蒸發(fā)量較大，鍋水的局部濃度較高，可保證排污效果；二是避免排污時將蒸汽帶走即防止蒸汽流失。廢熱鍋爐知識

15、回顧廢熱鍋爐知識回顧 （2）鍋爐定期排污裝置 定期排污裝置詳見如圖所示，該裝置由排污管、排污閥等零部件組成。鍋筒排污管裝置裝在下鍋簡內(nèi)底部與鍋筒縱向平行布置，外部通過排污閥與排污總管或擴容器接通。廢熱鍋爐知識回顧 九、煮爐 煮爐是利用較高的藥劑濃度和煮爐時的飽和溫度，使鍋爐的油漬皂化除去，使灰塵等硅酸鹽溶解除去，在鍋爐表面建立磷酸鐵和氧化鐵的鈍化膜，提高其防腐蝕能力。后者是煮爐的主要目的，通過煮爐建立的膜有較好的防銹能力。廢熱鍋爐知識回顧 1.在煮爐前應使用清潔的水對鍋爐進行沖洗，通過充水、排水排除浮銹、砂塵和其他雜物，然后用軟化水沖洗一遍。 2.配成氫氧化鈉與磷酸三鈉含量均為2-3kg/m3

16、的煮爐溶液，注入鍋爐至汽鼓中間水位。 3.鍋爐點火升溫，至0.1MPa后關閉空氣門，在0.4MPa壓力下擰緊人孔門螺栓，升壓到0.8MPa保持8-10h，對各下聯(lián)箱排污點放水，截門全開保持1min，補充煮爐溶液到中間水位。 4.升壓到1-1.5MPa，保持8-10h。對各排污門再排污各1min，然后補水至汽鼓中間水位。廢熱鍋爐知識回顧 5.再升壓到2-2.5MPa，保持8-10h，各排污點均排放1min，隨后補充軟化水并對鍋爐進行底部排污和連續(xù)（表面）排污，一直換水到鍋爐水堿度和磷酸根為正常值。 低壓爐可使總堿度為10-12nmol/L，磷酸根10-30mg/L；中壓爐用軟化水作補充水時，堿度

17、為8-10nmol/L，磷酸根5-15mg/L，用化學除鹽水作補充水時，堿度0.5-1mmol/L，磷酸根5-15mg/L。如此經(jīng)過三期煮爐可建立鈍化膜。廢熱鍋爐知識回顧 十、除垢 1.煮爐除垢 堿煮爐：對于硫酸鈣垢主要是碳酸鈉起作用；硅酸鹽垢主要是氫氧化鈉起作用；碳酸鈣垢用磷酸三鈉與氫氧化鈉煮爐。在煮爐中由于垢成分的轉(zhuǎn)換可變得疏松而脫落。煮爐后必須清除所脫落的垢，以免影響水循環(huán)和使鍋筒局部過熱。 栲膠煮爐：對碳酸鈣垢有酸溶和絡合作用，碳酸鈣可轉(zhuǎn)化為單寧酸鈣和沒食子酸鈣，鎂鹽或氫氧化鎂也轉(zhuǎn)變?yōu)閷膯螌幓衔铩U熱鍋爐知識回顧 2.鹽酸清洗：其包括靜態(tài)浸泡清洗和循環(huán)清洗法。 此外，還有檸檬酸清

18、洗，氫氟酸清洗以及EDTA鈉鹽清洗法等。廢熱鍋爐知識回顧 十一、加藥水處理 鍋內(nèi)加藥水處理是通過向鍋內(nèi)或鍋爐給水中投加一定量的防垢藥劑，使鍋水的結垢物質(zhì)轉(zhuǎn)變成松散的沉渣，然后通過排污將其排出鍋外，從而達到減緩和防止鍋內(nèi)結生水垢的目的。該種處理方法主要是在鍋內(nèi)進行的，因而稱為鍋內(nèi)加藥水處理。廢熱鍋爐知識回顧 1.搞好鍋內(nèi)水處理關鍵工作做好： 對癥下藥：一定要做到什么樣的水質(zhì)，選擇什么樣的藥劑。 量水投藥：按上水數(shù)量和質(zhì)量，投加一定量的藥劑，切不可多投或少投，更不能不投。 科學排污：為了所生成的水渣能及時地排出鍋外部，以防止水渣結生二次水垢。一定要按照化驗結果，進行科學地排污。注意，應先排污后投藥

19、。 嚴格監(jiān)督廢熱鍋爐知識回顧 2.常用水處理藥劑 防垢劑 軟水劑主要是用來消除給水中的硬度成分，其中的堿性藥劑是使硬度成分轉(zhuǎn)變成為水渣，也有屬于能改變水渣的性質(zhì)，使其不易在受熱面上粘附成為水垢的藥劑。防垢劑主要有下列幾種： （1）堿性藥劑主要有火堿、純堿、磷酸鹽（磷酸三鈉、六偏磷酸鈉等) 。廢熱鍋爐知識回顧 磷酸三鈉（Na3PO412H2O） 磷酸三鈉亦稱磷酸鈉，為白色晶體，密度為1.62g/cm3，在干燥的空氣中易風化，加熱至100以上時，失去結晶水而成為無水物，溶于水，水溶液呈堿性。Na3PO4的主要作用是： a.能沉淀給水中的鈣、鎂鹽。 b.增加水渣的流動性。廢熱鍋爐知識回顧 磷酸三鈉和給水中的鈣、鎂鹽類生成的Ca3(PO4)2，Mg3(PO4)2沉淀，在鍋水中，能作為補充的結晶中心，使CaCO3和Mg(OH)2在其周圍析出，且不易在金屬表面附著，而成了流動性較強的水渣。 在鍋水存在一定堿度的條件下，Na3PO4和NaOH一起，能使鈣硬度成分生成一種流動性很強的水渣（羥基磷灰石），其生成反應如下：廢熱鍋爐知識回顧廢熱鍋爐知識回顧 （2）有機膠體主要有栲膠，腐殖酸鈉等。 水質(zhì)穩(wěn)定劑主要有有機膦酸鹽（如乙二胺四甲叉膦酸鈉等）和有機羧酸鹽（如聚馬來酸酐等）。 栲膠又稱為血料，主要成分為單寧（占60%左右