废热锅炉知识回顾

1、废热锅炉知识回顾 一、定义：锅炉是一种主要生产蒸汽的热力设备。 锅炉的三个过程：1.燃烧过程。2.烟气的流动和传热过程。3.锅内过程即指水有液态到汽水分离的过程。废热锅炉知识回顾 二、锅炉的分类按锅炉用途：可作为热能动力设备和供热设备。 按锅炉本体结构：可分为火管锅炉和水管锅炉两种。按锅炉水循环形式：可分为自然循环锅炉和强制循环锅炉。按锅炉压力分类：低压锅炉：2.5Mpa以下；中压锅炉：2.5-6.0Mpa；高压锅炉：6.0Mpa以上。 供热锅炉一般情况选用压2.5Mpa以下（一般不带过热蒸汽），蒸发量在20t/h以下的小型锅炉。废热锅炉知识回顾 三、锅炉工作特性的基本参数。 1.蒸发量又有经

2、济蒸发量和额定蒸发量之说 蒸汽锅炉每小时所生产蒸汽的数量，称为蒸汽锅炉的蒸发量，也称为蒸汽锅炉的“容量”或“出力”，常用符号D表示，其单位为t/h（吨每小时）kg/s（千克每秒）。蒸汽锅炉的量有经济蒸发量和额定蒸发量之分。 经济蒸发量表示蒸汽锅炉在最经济工况下连续运行时的蒸发量。 额定蒸发量是指蒸汽锅炉在额定蒸汽参数（压力和温度）、额定给水温度、使用设计燃料和保证设计效率的条件下，连续运行所应达到的最大蒸发量。目前我国工业蒸汽锅炉的额定蒸发量在0.1-65t/h的范围内。废热锅炉知识回顾 2.供热量 热水锅炉每小时出水有效带热量，称为热水锅炉的供热量，常用符号Q表示，其单位为KW（104kca

3、l/h）。热水锅炉的供热量也有经济供热量和额定供热量之分。 目前我国热水锅炉的额定供热量在58.15-116300 KW范围之内。 废热锅炉知识回顾3蒸汽的质量 锅炉生产蒸汽或供热的质量，通常用其基本状态参数压力和温度来反映。压力的单位采用MPa（兆帕），温度的单位采用（摄氏度）。 对生产过热蒸汽的蒸汽锅炉，蒸汽的质量指的是蒸汽过热器后主汽阀出口处过热蒸汽的压力（表压力）和温度，被称为额定蒸汽压力和温度，统称为蒸汽锅炉的额定蒸汽参数。 对生产饱和蒸汽的蒸汽锅炉，只标明主汽阀出口处的饱和蒸汽压力，即知道了饱和蒸汽压力，便可从水蒸汽表上查得其对应的饱和温度。 对用以供热，采暖的热水锅炉，其供热的质

4、量指的是热水锅炉出水阀处出口水的压力和温度，及其进水阀处进口水的温度，被称为热水锅炉的额定出口水压力和额定出口/进口水温度，统称为热水锅炉的额定热水参数。废热锅炉知识回顾 四、锅炉一般工作原理 1. 循环回路和循环倍率 由锅筒（或上汽包）、联箱和管子串联而成的封闭系统称为循环回路（如图）。 废热锅炉知识回顾 循环回路中进入下降管的循环水流量Mx与上升管出口蒸汽量D之比叫循环倍率，由K表示即：K=Mx/D 循环倍率是衡量锅炉水循环可靠性指标之一。如果循环倍率过小，可能出现传热恶化。一般自然循环锅炉的循环倍率为5-50，工业锅炉为50-200。废热锅炉知识回顾 2.自然循环基本原理 在循环回路中，

5、由于下降管内工质与上升管内工质的密度差引起的重力差推动工质在循环回路中流动，这就是自然循环。 锅炉点火运行后，由于上升管受热，下降管不受热（或者上升管受热强于下降管），使得上升管内工质密度小于下降管内工质密度。因而联箱内的工质两侧受到不同压力作用，在压差作用下工质从下降管通过联箱向上升管作定向流动。上升管中的汽水混合物进入锅筒进行汽水分离后，饱和水又流入下降管，从而形成水的循环流动。废热锅炉知识回顾 可以写出压差平衡方程式如下： 下降管与上升管的重位压降之差称为运动压头，用符号Syd表示，它是自然循环的推动力，用以克服整个回路中的流动阻力，即废热锅炉知识回顾 下降管与上升管的重位压降之差称为运

6、动压头，用符号Syd表示，它是自然循环的推动力，用以克服整个回路中的流动阻力，即废热锅炉知识回顾 运动压头减去上升管中流动阻力所得差值称为有效压头，用符号Syx表示，即废热锅炉知识回顾 可见，有效压头用来克服下降管中的流动阻力。其中运动压头的影响因素如下。 （1）锅炉工作压力。 锅炉工作压力越低，汽水密度差越大，运动压头也越高，可以克服更大的循环阻力。在其他条件相同时，较低工作压力下的循环流量更大，有利于受热面安全工作。 （2）上升管的热负荷。 上升管的热负荷较高，上升管工质平均密度越小，下降管与上升管之间工质密差越大，运动压头也越高，同样对水循环有利。废热锅炉知识回顾 （3）循环回路高度。

7、循环回路高度越高，运动压头也越高。但是，也不能为了保证循环安全而将循环回路高度设计得很高，因为这将使锅炉成本大大提高。不过，原苏联生产的锅炉与西方国家生产的锅炉相比，安全系数一般留有余地，循环回路高度一般比正常情况下要高。因此，即使超负荷运行，水循环仍很安全。 另外，循环回路流动阻力大小主要由回自身结构特点和工质的流量所决定。废热锅炉知识回顾 五、锅炉性能的衡量 锅炉的基本工作特性包括锅炉的生产能力、蒸汽质量、经济效益、可靠性能和制造成本等各项，它们分别用以下指标来表示。 额定蒸发量：蒸发量也叫供热量，是表征锅炉生产能力的指标。额定蒸发量就是锅炉在额定参数下长期工作的最大蒸发量，它的数值在锅炉

8、铭牌上标出。 额定参数：锅炉在长期运行时工质（水或蒸汽）应该处于额定参数。 锅炉效率：锅炉效率是反映锅炉运行的经济性的指标。定义为供给锅炉的全部热量中被有效废热锅炉知识回顾 利用的百分数，用符表示，即：=有效利用的热量/供给锅炉的总热量100% 锅炉的可靠性：锅炉的安全可靠性指标一般用连续运行小时数、事故率和可用率等指标来衡量。 连续运行小时数=锅炉在连续两次检修之间运行的小时数 事故率=统计时间内事故停用小时数/（该段时间内运行总小时数+事故停用小时数）100% 可用率=（运行总小时数+备用总小时数）/统计时间内总小时数100%废热锅炉知识回顾 六、余热锅炉 利用工业生产中的余热来产生蒸汽的

9、设备称为余热锅炉，过去也称为废热锅炉。 余热锅炉结构的显著特点是一般不用燃料，因而也往往就没有燃烧装置。余热锅炉与一般锅炉的受热面部分的结构相近，由省煤器、蒸发器（包括锅炉管束和水冷壁）、过热器等部件所组成。 余热锅炉可分为管壳式和烟道式两大类。管壳式余热锅炉是一种由锅筒、管子及金属壳体构成一体的紧凑型小型余热锅炉。烟道式余热锅炉是一种布置成烟道形式的水管型受热面装置，它具有单独的炉墙和构架，因而是一种较大型的余热锅炉。 废热锅炉知识回顾 1.管壳式余热锅炉废热锅炉知识回顾 七、锅炉运行调节 在保持锅炉的正常运行过程中，一般要对锅炉的压力、温度和水位三个参数进行调节。 1.气压： 当锅炉的压力

10、变化时，可能毁坏设备和影响其它设备或介质的正常工作。 汽包内蒸汽空间的蒸汽量就增加，因此汽包压力就上升；相反，则汽包压力就下降。所以，汽包内蒸汽压力的变化，反映了锅炉蒸发量与蒸汽流量之间的平衡关系。蒸发量的大小决定于供热量的调整，蒸汽流量的大小决定于外界负荷的大小。因此，也可以说汽压的变化反映了供热与负荷之间的平衡关系。废热锅炉知识回顾 2.温度： 汽温变化的原因过热蒸汽温度的高低，主要决定于过热器的热交换情况。也就是说，汽温的变化反映了过热器实际传热量与蒸汽需要吸热量之间的平衡关系。 汽温变化的具体原因有供热侧的原因和蒸汽侧的原因两个方面。蒸汽侧有两种因素的影响：一种因素是蒸汽本身的状态或温

11、度的变化引起汽温的变化，如饱和蒸汽温度上升，和减温水流量上升或温度降低，都会造成过热汽温的下降；另一种因素是蒸汽侧的变化引起供热调整而使汽温变化。废热锅炉知识回顾 3.水位调节： 水位变化的影响汽包水位的高低，对锅炉的安全运行影响很大。如果水位过高，会使蒸汽带水量增加，甚至会出现满水、过水事故，设备受到水冲击，就会被迫停机。如果水位过低，会出现严重缺水事故，那就要紧急停炉，否则会烧坏锅炉。如果因处理不当，在严重缺水时大量进水，就会出现汽锅爆炸事故，使人身、设备的安全受到威胁。为此，必须加强对水位的监视，保持水位在规定范围内。水位一般规定在汽包几何中心线以下50mm处，水位允许偏差为75-100

12、mm。废热锅炉知识回顾 通常情况下，水位的变化反映了锅炉给水量与蒸发量之间的平衡关系。当给水量大于蒸发量时，水位上升；给水量小于蒸发量时，水位下降；给水量与蒸发量相等时，水位保持不变（这里没有考虑排污、漏水、漏汽等消耗的水量）。炉内给热工况的变化和进水流量的变化，必然导致水位的变化。废热锅炉知识回顾 八、锅炉排污 （1）排污的目的 a.排除锅水中过剩的盐类和碱类等杂质，使锅水各项水质指标始终控制在国家标准要求范围内。 b.排除锅内生成的水渣。 c.排除锅水表面的油脂和泡沫 废热锅炉知识回顾 （2）排污的意义 a.锅炉排污是水处理工作的重要组成部分，是保证锅水水质达到标准要求的重要手段。 b.保

13、持锅水水质良好，是减缓或防止水垢生成、保证蒸汽质量、防止锅炉金属腐蚀的重要措施。 c.对确保锅炉安全经济运行，节约能源有着极为重要的意义。废热锅炉知识回顾 2.排污的方式和要求 （1）排污方式：锅炉排污的方式有两种，一种是连续排污，另一种是定期排污。 a.连续排污是通过装在锅炉上汽包水位线附近的排污装置而进行的一种排污，所以也叫表面排污。连续排污主要有两个作用：排除悬浮在水面的油污和泡沫；排除高碱度、高溶解固形物含量的锅水。 b.定期排污:定期排污是通过安装在锅筒或下集箱最低部位的定期排污装置进行的，所以也叫底部排污。定期排污主要有三个作用：排除锅水中的沉渣和泥砂；排除高碱度、高含盐量的锅水；

14、降低锅炉水位或停炉后排放锅水。废热锅炉知识回顾 （2）排污要求：一般要做到勤排、少排、均衡排。其排污过程应像如下操作废热锅炉知识回顾 3.锅炉排污装置 （1）连排： 锅炉连续排污装置详见图所示，该装置由排污管、吸污管和排污阀等零部件组成。 排污管与吸污管装在上锅筒内，外部用排污阀与排污总管或扩容器连通，排污管一般采用锅炉无缝钢管制成。其管径视锅炉容量大小而定，28-60mm，在其纵向等距离开孔。 排污管与汽包纵向平行安装。吸污管上端距锅炉正常水位线80-100mm，安装在此处的主要目的：一是此处蒸发量较大，锅水的局部浓度较高，可保证排污效果；二是避免排污时将蒸汽带走即防止蒸汽流失。废热锅炉知识

15、回顾废热锅炉知识回顾 （2）锅炉定期排污装置 定期排污装置详见如图所示，该装置由排污管、排污阀等零部件组成。锅筒排污管装置装在下锅简内底部与锅筒纵向平行布置，外部通过排污阀与排污总管或扩容器接通。废热锅炉知识回顾 九、煮炉 煮炉是利用较高的药剂浓度和煮炉时的饱和温度，使锅炉的油渍皂化除去，使灰尘等硅酸盐溶解除去，在锅炉表面建立磷酸铁和氧化铁的钝化膜，提高其防腐蚀能力。后者是煮炉的主要目的，通过煮炉建立的膜有较好的防锈能力。废热锅炉知识回顾 1.在煮炉前应使用清洁的水对锅炉进行冲洗，通过充水、排水排除浮锈、砂尘和其他杂物，然后用软化水冲洗一遍。 2.配成氢氧化钠与磷酸三钠含量均为2-3kg/m3

16、的煮炉溶液，注入锅炉至汽鼓中间水位。 3.锅炉点火升温，至0.1MPa后关闭空气门，在0.4MPa压力下拧紧人孔门螺栓，升压到0.8MPa保持8-10h，对各下联箱排污点放水，截门全开保持1min，补充煮炉溶液到中间水位。 4.升压到1-1.5MPa，保持8-10h。对各排污门再排污各1min，然后补水至汽鼓中间水位。废热锅炉知识回顾 5.再升压到2-2.5MPa，保持8-10h，各排污点均排放1min，随后补充软化水并对锅炉进行底部排污和连续（表面）排污，一直换水到锅炉水碱度和磷酸根为正常值。 低压炉可使总碱度为10-12nmol/L，磷酸根10-30mg/L；中压炉用软化水作补充水时，碱度

17、为8-10nmol/L，磷酸根5-15mg/L，用化学除盐水作补充水时，碱度0.5-1mmol/L，磷酸根5-15mg/L。如此经过三期煮炉可建立钝化膜。废热锅炉知识回顾 十、除垢 1.煮炉除垢 碱煮炉：对于硫酸钙垢主要是碳酸钠起作用；硅酸盐垢主要是氢氧化钠起作用；碳酸钙垢用磷酸三钠与氢氧化钠煮炉。在煮炉中由于垢成分的转换可变得疏松而脱落。煮炉后必须清除所脱落的垢，以免影响水循环和使锅筒局部过热。 栲胶煮炉：对碳酸钙垢有酸溶和络合作用，碳酸钙可转化为单宁酸钙和没食子酸钙，镁盐或氢氧化镁也转变为对应的单宁化合物。废热锅炉知识回顾 2.盐酸清洗：其包括静态浸泡清洗和循环清洗法。 此外，还有柠檬酸清

18、洗，氢氟酸清洗以及EDTA钠盐清洗法等。废热锅炉知识回顾 十一、加药水处理 锅内加药水处理是通过向锅内或锅炉给水中投加一定量的防垢药剂，使锅水的结垢物质转变成松散的沉渣，然后通过排污将其排出锅外，从而达到减缓和防止锅内结生水垢的目的。该种处理方法主要是在锅内进行的，因而称为锅内加药水处理。废热锅炉知识回顾 1.搞好锅内水处理关键工作做好： 对症下药：一定要做到什么样的水质，选择什么样的药剂。 量水投药：按上水数量和质量，投加一定量的药剂，切不可多投或少投，更不能不投。 科学排污：为了所生成的水渣能及时地排出锅外部，以防止水渣结生二次水垢。一定要按照化验结果，进行科学地排污。注意，应先排污后投药

19、。 严格监督废热锅炉知识回顾 2.常用水处理药剂 防垢剂 软水剂主要是用来消除给水中的硬度成分，其中的碱性药剂是使硬度成分转变成为水渣，也有属于能改变水渣的性质，使其不易在受热面上粘附成为水垢的药剂。防垢剂主要有下列几种： （1）碱性药剂主要有火碱、纯碱、磷酸盐（磷酸三钠、六偏磷酸钠等) 。废热锅炉知识回顾 磷酸三钠（Na3PO412H2O） 磷酸三钠亦称磷酸钠，为白色晶体，密度为1.62g/cm3，在干燥的空气中易风化，加热至100以上时，失去结晶水而成为无水物，溶于水，水溶液呈碱性。Na3PO4的主要作用是： a.能沉淀给水中的钙、镁盐。 b.增加水渣的流动性。废热锅炉知识回顾 磷酸三钠和给水中的钙、镁盐类生成的Ca3(PO4)2，Mg3(PO4)2沉淀，在锅水中，能作为补充的结晶中心，使CaCO3和Mg(OH)2在其周围析出，且不易在金属表面附着，而成了流动性较强的水渣。 在锅水存在一定碱度的条件下，Na3PO4和NaOH一起，能使钙硬度成分生成一种流动性很强的水渣（羟基磷灰石），其生成反应如下：废热锅炉知识回顾废热锅炉知识回顾 （2）有机胶体主要有栲胶，腐殖酸钠等。 水质稳定剂主要有有机膦酸盐（如乙二胺四甲叉膦酸钠等）和有机羧酸盐（如聚马来酸酐等）。 栲胶又称为血料，主要成分为单宁（占60%左右