工業(yè)熱水鍋爐水處理器的除垢阻垢效果分析研究

邱慧

摘 要：工業(yè)熱水鍋爐作為工業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備，水垢問(wèn)題一直是影響鍋爐性能的重要問(wèn)題。形成的水垢對(duì)于鍋爐的傷害是非常大的，容易造成鍋爐的凹陷、鼓包、水冷壁管破裂等問(wèn)題，對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行造成非常壞的影響。還有就是形成的水垢對(duì)于鍋爐的導(dǎo)熱性能有著嚴(yán)重的阻礙，影響了熱量的有效傳遞?；诖耍疚木秃?jiǎn)要分析了一種鍋爐水處理其在進(jìn)行除垢阻垢方面的應(yīng)用效果，希望能夠促進(jìn)鍋爐設(shè)備的更好運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：熱水鍋爐；水處理器；除垢阻垢

中圖分類號(hào)： TK228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）14-174-2

1 概述

工業(yè)熱水鍋爐生產(chǎn)過(guò)程中，比較容易出現(xiàn)鍋爐結(jié)垢這一問(wèn)題，鍋爐出現(xiàn)結(jié)垢后造成爐水流體過(guò)流斷面減小，同時(shí)增加了熱阻和阻力，使熱交換效率大大地下降。鍋爐結(jié)構(gòu)問(wèn)題是造成熱力工業(yè)生產(chǎn)的重要影響因素，更嚴(yán)重的是還有可能造成危險(xiǎn)事故。所以，當(dāng)前供熱企業(yè)都在努力的尋找能夠有效減少鍋爐水垢的問(wèn)題，增加企業(yè)的安全運(yùn)行，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。本文就對(duì)某供熱公司3×58MW熱水鍋爐加裝鍋爐節(jié)能水處理器的具體應(yīng)用進(jìn)行分析，希望能夠促進(jìn)熱力工業(yè)的有效生產(chǎn)。

2 結(jié)垢機(jī)理分析

2.1 水垢的分類

根據(jù)其組成的化學(xué)成分可以將水垢分成銅垢、鈣鎂水垢、鐵垢、硅垢以及磷酸鹽垢等。根據(jù)水垢的結(jié)垢機(jī)理又可以將水垢分成四個(gè)類別：析晶結(jié)垢、化學(xué)結(jié)垢、微粒型結(jié)垢、腐蝕型結(jié)垢。析晶結(jié)垢形成機(jī)理是溶液存在過(guò)飽和狀態(tài)，溶液中的無(wú)機(jī)鹽結(jié)晶形成的水垢；化學(xué)結(jié)垢主要是因?yàn)榻?jīng)過(guò)換熱設(shè)備的液體與設(shè)備之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)生成的結(jié)垢；微粒型結(jié)垢是指由于溶液中存在懸浮的固體顆粒比如炭黑、灰塵以及砂粒，這些顆粒聚集在換熱面上形成了污垢；腐蝕型結(jié)垢主要是因?yàn)槿芤褐袔в懈g性的物質(zhì)經(jīng)過(guò)容器時(shí)造成的腐蝕進(jìn)而發(fā)生的水垢。這些描述對(duì)于實(shí)際的鍋爐結(jié)垢還不是說(shuō)明太多的，鍋爐的結(jié)垢是多種因素共同作用的結(jié)果。

2.2 水垢的形成機(jī)理

通常來(lái)講，水垢的形成與水的飽和指數(shù)有很大的關(guān)系，當(dāng)剛剛達(dá)到水的飽和系數(shù)或者是處在水的飽和系數(shù)之下的時(shí)候是不會(huì)形成水垢的。但是一旦高于水的飽和系數(shù)就非常容易形成水垢。水垢的形成還有一個(gè)重要的原因是溫度比較低的時(shí)候，逐漸生成不溶性鹽，聚集在管道內(nèi)結(jié)垢。

2.3 鍋爐節(jié)能水處理器接入系統(tǒng)情況

本文主要分析的是功率在58MW的3臺(tái)燃煤鍋爐，通過(guò)在一次熱網(wǎng)回水母管上加裝旁路，并在旁路上安裝水處理器來(lái)進(jìn)行鍋爐的水處理工作。通過(guò)對(duì)1號(hào)鍋爐水冷壁展開投運(yùn)前后的割管垢量進(jìn)行檢測(cè)來(lái)分析鍋爐節(jié)能水處理器能夠達(dá)到的除垢效果，同時(shí)進(jìn)行定期取樣監(jiān)測(cè)分析水處理器的前后水樣，對(duì)于監(jiān)測(cè)樣片的腐蝕情況主要通過(guò)在水處理器的出口設(shè)置監(jiān)測(cè)樣片的形式來(lái)進(jìn)行。

具體情況如圖1：

3 鍋爐節(jié)能水處理器投運(yùn)后效果分析

3.1 鍋爐節(jié)能水處理器投運(yùn)前、后水質(zhì)變化情況

通過(guò)分析電科院給出的檢測(cè)報(bào)告能夠知道鍋爐節(jié)能水處理器投運(yùn)之前以及投運(yùn)之后的水質(zhì)具體情況：

通過(guò)得到的監(jiān)測(cè)報(bào)告可以知道。鍋爐節(jié)能水處理器投運(yùn)之后較投運(yùn)之前的含鐵量以及爐水硬度有了明顯的下降。含鐵量下降幅度達(dá)到了85.3%左右，爐水硬度的下降幅度也達(dá)到了60%多。

3.2 鍋爐節(jié)能水處理器投運(yùn)前、后水冷壁割管垢量變化情況

為了可以具體的知道鍋爐節(jié)能水處理器的實(shí)際除垢效果，電科院通過(guò)開展監(jiān)測(cè)工作了解水處理器投運(yùn)之前和投運(yùn)之后水冷壁管的割管垢量。根據(jù)得出的結(jié)果可以看出：投入運(yùn)營(yíng)鍋爐節(jié)能水處理器后水冷壁管的向火面垢量有了明顯的減少，減少幅度達(dá)到了31.8%還要多，背火面的垢量也有了相應(yīng)的減少，減少幅度沒(méi)有向火面的大；水平管段向火側(cè)和背火側(cè)則有了面向的增加，分析產(chǎn)生這一問(wèn)題的原因在于垂直管段的垢剝落后產(chǎn)生了沉積。

3.3 除鐵器清除鐵渣、鐵粉末情況

因?yàn)殄仩t節(jié)能水處理器具有脫垢的效能，為了能夠有效的避免脫落下來(lái)的鐵渣、鐵垢、鐵粉等殘?jiān)氯仩t節(jié)能水處理器，充分保證鍋爐節(jié)能水處理器能夠安全有效的進(jìn)行除垢工作，通過(guò)在水處理器上安裝除鐵器來(lái)幫助水處理器有效的避免受到鐵渣、鐵粉等雜質(zhì)的影響，通過(guò)進(jìn)行定期的清理來(lái)保證工作效能。

除鐵器的具體清理工作如下：從2013年12月6號(hào)正式開始運(yùn)營(yíng)，每天進(jìn)行一次清除工作，清除出來(lái)的鐵渣、鐵粉和其他雜質(zhì)的量基本在700g左右；在后期的工作過(guò)程中，系統(tǒng)中的鐵渣、鐵粉被清除的差不多，量越來(lái)越少，從2014年1月3號(hào)開始就將清理周期改為2天一次；到最后改為4天一次，再到后來(lái)改為一個(gè)星期進(jìn)行一次清除工作。清除的具體情況為：①前期的清除工作主要是鐵渣，后期鐵渣被清除的差不多后主要是鐵粉末。②在還沒(méi)有進(jìn)行鍋爐節(jié)能水處理器的投入運(yùn)營(yíng)工作前，鍋爐水系統(tǒng)的水質(zhì)比較渾濁且具有較多的雜質(zhì)；投入運(yùn)營(yíng)鍋爐節(jié)能水處理器與除鐵器后，通過(guò)不斷地清理工作使得鍋爐的水質(zhì)變得越來(lái)越清亮和透明，極大地改善了鍋爐水系統(tǒng)的水質(zhì)，鍋爐中的水質(zhì)中含有的鐵、硅離子有了較大幅度的降低，同電科院水處理組采集到的水樣分析是基本符合的。③進(jìn)行鍋爐的交替運(yùn)行時(shí)。除鐵器中的鐵渣清除工作量較無(wú)交替時(shí)有了明顯的增加，時(shí)間比較短。這表明鍋爐停運(yùn)并在此進(jìn)行啟動(dòng)的時(shí)候，鍋爐內(nèi)的鐵渣被脫除出一部分。

3.4 投運(yùn)前和投運(yùn)后除垢效果比對(duì)

為了能夠進(jìn)一步的分析和驗(yàn)證鍋爐節(jié)能水處理器具有怎樣的除垢效果，通過(guò)對(duì)投運(yùn)之前和投運(yùn)之后的水冷壁垢層展開掃描拍攝，分別進(jìn)行25倍以及100倍的放大工作，得到下圖2和圖3。

對(duì)比圖像可以看出：鍋爐節(jié)能水處理器投運(yùn)后，水冷壁垢層由平整狀態(tài)變的凸凹不平，呈現(xiàn)丘陵現(xiàn)象，說(shuō)明垢層開始龜裂、疏松并有部分脫落，促進(jìn)了水冷壁管管壁的熱交換。

3.5 節(jié)能運(yùn)行具體效果分析

小型供熱鍋爐受自身?xiàng)l件的限制，在開展供熱工作時(shí)要對(duì)空氣預(yù)熱器、鍋爐爐膛、煙道等幾處的爐灰展開徹底的清除工作，鍋爐的受熱和傳熱部分基本都是比較干凈的，投入運(yùn)行后就不再針對(duì)爐膛、空氣預(yù)熱器等部位進(jìn)行積灰清除工作了。因?yàn)樵谶M(jìn)行正式的鍋爐運(yùn)行后，這幾處受熱部位隨著運(yùn)行的持續(xù)進(jìn)行產(chǎn)生大量的粉塵和爐灰；再一個(gè)，鍋爐管壁的垢量是處于一個(gè)不斷增加和沉積的情況。會(huì)直接影響到鍋爐熱交換工作以及降低鍋爐的工作效率。從鍋爐節(jié)能水處理器正式進(jìn)行投運(yùn)工作后，經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的時(shí)間使得水冷壁管內(nèi)垢層逐漸脫落到鋼管中，有效地提高了熱交換率，經(jīng)過(guò)一段運(yùn)營(yíng)時(shí)間后煤?jiǎn)魏拿黠@的表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，下降幅度在30%左右。經(jīng)分析，是由于經(jīng)鍋爐節(jié)能水處理器處理過(guò)的水的水分子團(tuán)簇變小，水的粘度系數(shù)降低，阻力降低。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)上文的分析可以看出鍋爐節(jié)能水處理器投入運(yùn)行之后具有十分明顯的除垢阻垢效果，同時(shí)又具有很好的節(jié)能效果，同時(shí)又能夠很好地提高工業(yè)熱水鍋爐的工作效率，市場(chǎng)應(yīng)用前景應(yīng)該是非常廣闊的。本文雖然對(duì)鍋爐節(jié)能水處理器進(jìn)行了研究和分析，但由于對(duì)鍋爐節(jié)能水處理器的定量分析工作較難進(jìn)行，因此還存在眾多需要改善的地方。希望通過(guò)本文的分析，能夠?yàn)殄仩t節(jié)能水處理器的應(yīng)用貢獻(xiàn)一點(diǎn)力量。

參 考 文 獻(xiàn)

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