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锅炉系统

锅炉系统

概述:

锅炉是一种产生蒸汽的换热设备。它通过煤、油或天然气等燃料在炉膛内燃烧释放出热能,再通过传热过程把热能传递给水,使水转变成蒸汽,蒸汽直接供给工业生产中所需热能,或通过蒸汽动力机械转换为机械能,或通过汽轮发电机转换成电能。其工作过程是以水为介质与燃料燃烧后的产物(烟气)进行热交换的过程。

锅炉广泛应用于发电、交通、轻工、化工、医院以及生活取暖等行业中。

二、锅炉运作示意图:

三、水垢的形成:

    锅炉用水的来源不外乎地表水(江河水、湖泊水、地下水、深井水)或城市自来水,这些未经任何处理的天然水统称为生水或原水。其水中含有各种溶解物质和杂质,各种矿物质的盐类和气体以分子或离子状态存在于水中。

含有杂质的给水未进行处理就进入锅炉,在锅炉运行一定时间后,经过不断蒸发、浓缩。当锅水中的杂质(溶解固体)的浓度达到饱和程度时,就会产生沉淀。粘附在锅筒及管壁上形成一层白色的水垢。

锅炉运行时热效率的高低,是否节省燃料,不仅与锅炉设计制造而且与锅炉用水品质好坏,是否经过水处理有着密切关系。
 

四、锅炉用水水质不良对锅炉的危害:

  水质不良,会在锅炉受热金属面上形成水垢,使锅炉金属发生腐蚀和恶化蒸汽品质,必然会涉及锅炉安全、经济、稳定运行。在锅炉金属受热面上一旦形成水垢时,对锅炉的危害有如下:
2、受热面损坏
    由于受热面上形成的水垢的导热系数比钢铁的导热系数小得多(见下表)。因此,当炉管管壁有水垢时,传热面的传热变差。此时炉管从火焰、烟气吸收的热量不能很快地传递给水,从而使受热面壁温升高,受热面金属过热,金属强度下降,致使管壁鼓包或出现裂缝,以至爆管。
3、锅炉出力降低
锅炉结垢,由于受热面传热性差,要达到锅炉额定出力就需要多耗燃料,而炉膛容积,炉排面积,排烟温度会受到限制,因此锅炉出力就要降低。
 

4、导致锅炉金属腐蚀

锅水中游离氢氧化钠过高或锅炉水pH值低(标准值为9.0-10.0)、又含有较多中性盐等情况下,会导致锅炉金属腐蚀。水中含有较多腐蚀产物,又会导致水冷壁管沉积物下的腐蚀。
 
5、污染蒸汽品质
由于锅水中存在杂质,当锅水不断蒸发、浓缩时,锅水含盐量浓度逐渐增加,锅水的表面张力亦随之增大,在锅水沸腾表面产生大量泡沫层。泡沫层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,发生汽水共腾现象,结果污染蒸汽,使蒸汽品质恶化。压力较高的锅炉,锅水中的某些成分,如硅,会选择性地溶解在蒸汽中,使蒸汽中的杂质含量大量增加而引起过热器管及汽轮机积盐。
 
6、增加锅炉的检修量及运行成本
锅炉或热力设备结垢后,安全运行的时间缩短,为了保证生产安全,避免生产中发生事故,不得不把锅炉或热力设备停下来进行检修检查。特别是由于水垢引起的锅炉泄露、裂纹、鼓包、变形、腐蚀等,迫使锅炉不得不提前检修,从而加大检修费用增加锅炉的运行成本。
 
7、影响安全运行
锅炉正常运行时,金属受热后很快将热量传递给炉水,两者温差约为30~100℃。有水垢时,金属的热量由于受到水垢的阻挡,很难传递给炉水,因而温度急剧升高,强度显著下降。
 

8、缩短锅炉寿命

水垢附在锅炉受热面上,特别是管内,很难清除。为了除垢需要经常停炉清洗,因而增加检修费用,不仅耗费人力、物力,而且由于经常采用机械方法与化学方法除垢,会使受热面受到损伤,缩短锅炉的使用年限。
 

五、综合结论

以上可视,由于不良水质导致的结垢,导致锅炉系统一系列的危害问题。为使锅炉的安全运行,为使能源的充分合理利用,防止和减少锅炉水垢的产生,以确保锅炉的安全运行,而应做好锅炉水处理工作。

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