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锅炉的水质检测探究

发布日期:2022-09-22 08:38:48;作者: 燃煤锅炉改造      

锅炉中的水相当于锅炉的血液,对于锅炉的使用安全和正常运行有着最为直接的影响。原水在放入锅炉后如果得不到合理的检测处理,就会对锅炉的内置结构产生缓慢的腐蚀作用,其水垢的负面影响也不容忽视。据相关资料介绍,锅炉的水质若得不到妥善的处理则会令锅炉内受热不均匀,对锅炉的传热受热与汽水的循环有负面的影响。锅炉因为水质问题而产生事故的话会对人员及周围的动植物、建筑等造成极大的损害。倘若锅炉内部的水垢每增长1.5mm,需增设一台能源消耗6.5t/h的常规锅炉,按照常规计算1h需要耗掉1t的标准煤,那么锅炉在水垢被平均后,则每小时需要增加消耗205kg的煤,这样就浪费了更多的资源,同时也使锅炉的折旧速度加快。

一、锅炉水垢的形成原因

在低压锅炉中,如果硬水里的钙镁等盐类浓度大于其溶解度时,则会在锅壁和锅筒中产生水垢。

1.在水进入锅炉的过程中,锅炉里的温度会渐渐增高,一方面钙镁盐类在锅炉水中的溶解度会逐渐下降,一旦达到饱和,在温度不断升高中就会析出钙镁盐类的沉淀。另一方面锅炉里的沸水会逐渐地蒸发,在蒸发期间,蒸汽所能带走的钙镁盐类非常少。这种情况下,钙镁盐类在锅炉水中的浓度就会不断地上升,逐渐地就会形成盐类的沉淀。

2.汽水共腾发生时,锅水压力急剧下降,锅水内的含盐量和蒸汽的温度都快速升高。由于所附盐垢堆积过多就严重阻碍了传热的效果,使得蒸汽管道内发生水击,严重时会烧坏而发生爆管事故。发生汽水共腾的原因有两个:一是锅水品质太差。由于注入锅内的水本身纯洁度不高,加上锅炉未能进行有效的排污工作,所以会导致锅炉内的水含盐度过高,气泡由于黏度超高的锅水的阻挡难以上升。此外,没有定期的清理排污装置,使得装置上留下了大量的油渍,这也是发生汽水共腾的一个主要因素。二是负荷增加。负荷增加会导致锅炉内的压力飞速下降,使得汽化现象显著,水面上下波动,蒸汽中水分增大。

3.一部分的钙镁盐类会由于锅炉中的水不断被加热蒸发而产生化学反应,渐渐地,易溶于水的钙镁盐类会转化成为极难溶于水的盐类从而被析出和沉淀。因此,锅炉产生水垢是一个持续的过程。所以,操作或管理锅炉的工作人员很难及时发现水垢问题。但当锅炉中的水垢达到一定的程度,锅炉的安全、正常运行就会受到威胁。。

二、检测与结果分析方法

1.碱度。碱度是水里能够附和氢离子等类似物质所拥有的含量。碱性物质能够和硬度物质发生化学反应而形成结构不坚固的水垢,通过排污方法除掉,避免锅炉水垢的产生,因此锅炉中需要保持稳定的锅水碱度。然而锅水碱度却不可过高,因为强碱水会影响蒸汽的品质或者腐蚀锅身。所以,锅水的碱度一定要维持合理值。

2.硬度。硬度是锅水里含有钙镁例子的总量。硬度是判断锅炉水质的一个关键指标。对锅炉而言,锅水的硬度需要保持一个较小的值,硬度越小就越能够防止水垢的形成。在大企业中,锅炉水的硬度的合格率一般较高,而中小企业的合格率却较低。这是因为大型企业能够对给水部分的软化处理给以足够的重视,资金也相对充足,能配置离子等的交换树脂软化装备,然而中小企业的配置率相对低下。

3.pH酸碱值。pH值判定溶液的酸碱性,是关于氢离子含浓度之负对数。一般情况下,锅水中的酸碱性要求呈一定碱性(pH值为6.50~8.50),这样比较容易防止污垢的产生,同时也可以防止锅炉被腐蚀。因此,一般不能将自来水作为直接的锅炉用水,严格按照指标来进行,投入水中的纯碱或片碱量要科学合理。三、解决问题的有效措施基于对上述锅炉水垢的形成原因和检测方法的实际分析,笔者认为在锅炉水质检测的工作与管理中应落实和改进以下方法、措施,以作为应对上述问题的解决对策。

1.加强运行管理。在锅炉的使用过程中,锅炉运行工作人员,首先一定要确保附件设备的安全,并确保锅炉安全装置的灵敏运行。要加强锅炉给水的质量管理,措施包括定期的清洁装置设备,以防止由于运行而带来过多的油渍和污垢而产生腐蚀问题。再者要加强工作人员的业务素质,培养其对工作的责任感,提升其技术操作和业务管理水平。当人员素质得到提高后,才能真正有效地针对特定锅炉的性质和特点进行有效的维护和检验。尤其在锅炉的使用过程中,需要工作人员密切地注意锅水的酸碱值和硬度,最大限度地进行科学有效的技术性操作。以便遇到突发问题时能尽快找出原因并制订正确的解决方案。

2.加强检修管理。在实际工程建设和工作管理中,质量和工期是一对固有的矛盾,对于锅炉运行,也需要正确处理工期与质量的关系,合理规划,以达到二者的均衡,从而避免由于赶进度而对锅炉水质检测的轻视,或在焊接以及检验等流程上产生质量保障的疏漏。对于检修业务和管理的内容须固定化,包括定期检验锅炉的pH值等关键指标,加强检修工作的现场和事后质量监控和管理,及时发现其安全隐患并采取有效的措施,并予以及时的处理和解决。

3.改进相关设备。水质处理单位和工作人员需要对目前投入使用的设备进行改进。例如,用增强型的工程级塑料代替原有的固定式、手动式的离子交换设备的材料,或者使用内部衬胶,对于中小型的自动型钠离子交换设备则可以玻璃钢替代。另外,相关的镀锌材质管道给水系统中的圆形管道亦可以塑料材质的管道替代,从而有效地防止管道或通体由于慢性腐蚀所产生的三氧化二铁对树脂产生的污染,从而延长了仪器的使用时间。

三、结论

锅炉的水质需要得到妥善的检测与处理才会令锅炉内受热均匀,促进锅炉的传热受热与汽水的循环。研究锅炉的水质检测问题,解决锅炉的水质检测中的常见问题,改善锅炉的水质,才能减少事故的发生,保证人员及周围的动植物、建筑等的安全。

锅炉的自然循环

工业蒸汽锅炉的蒸发系统大都采用自然循环。自然循环的安全可靠是锅炉安全的基本条件之一。要实现循环的安全可靠,除了精心进行完善的锅炉结构及系统设计外,还必须依靠科学的运行操作及管理。但在运行管理上由于存在较多的盲目性,导致锅炉的损坏和事故发生。因水循环恶化导致的损坏和事故具有多发性,仅仅更换部件不从水循环角度解决,往往会使事故重复发生。因而有必要引起足够的重视。

自然循环的特点

自然循环是依靠介质密度差在回路高度上形成的压差维持的循环流动。自然循环与强制循环比较,有以下特点:

在界限循环倍率以上及相应负荷下,自然循环具有自动补偿能力。受热越强的管内介质流速越高,一般不必担心受热强的管子被烧坏。在强制循环系统中,在并联管两端相同的压差下,受热强汽多的管内因为流动阻力比较大,介质流量及速度反而较小,即流动与受热不协调,常常不利于安全。可省去系统内输送带压热水的循环泵,初期投资及运行消耗较低。

其流动动力——因介质密度差形成的运动压头较小运动压头用于克服上升管及下降管内的流动阻力,推动介质在回路内流动。为使有限的运动压头更多用于克服受热上升管内的阻力以便上升管中形成较大的流速,就必须尽量减小不受热的下降管及汽水引出管中的阻力,因而自然循环系统需要精心设计,尽量减小系统各处的阻力系数,并使下降管及汽水引出管有较大的流通截面积。

由于流动动力是系统内并联连通管上下两端的压差,而不是系统内介质承受的静压,静压可能很大而压差始终很小,与系统相关的内部或外部条件的变化都可能造成流动动力及阻力的变化,造成对自然循环的干扰,影响自然循环的稳定。在结构已定的条件下,自然循环受到的主要干扰是受热变动造成的干扰及压力变动造成的干扰,可分别简称为热干扰和压力干扰。

在并联上升系统中,由于受热差异及结构差异,每根上升管与共用下降管分别形成自己的循环回路及自己的运动压头,维持自己特有的循环流速及循环倍率,使自然循环系统内呈现各自的独立性和多样性。自然循环的不稳定性及恶化,既可能因内外部干扰产生,也可能因管间差异产生。特种设备IB&S

运行因素对自然循环的影响

如前所述,自然循环的运动压头很,且在并联管间存在差异,易受干扰,对运行条件的变化很敏感。负荷、压力的变化,常对自然循环造成不利影响。除了这些因素外,还必需注意下列运行因素对水循环的影响。水位降低。水位低于一定程度时,可能造成下降管进汽,影响正常的水循环。水位过低则直接造成缺水或干烧事故。

排污不当。排污对控制锅炉水质、保证锅炉安全有重要意义,但排污对自然循环有不利影响。锅筒、集箱排污时,压力成为排污泄放的动力,原来相对密闭的系统变成了局部开口系统,介质的流速比自然循环时高的多,尽管排污是在锅筒、集箱局部进行的,但它对自然循环是个干扰,排污时间过长、量过大可能导致水循环故障,必须精心组织排污。

积灰、结渣及结垢。上升管积灰、结渣会减弱其吸热量,降低产汽率和运动压头。局部的积灰、结渣会增大管间的吸热不均。结垢不但减少了上升管的吸热量,还减少了上升管的流通截面积,增大流动阻力,对水循环不利。加上结垢直接导致金属壁温升高及强度下降,积灰、结渣及结垢直接影响锅炉经济性,因而必须防止并及时清除。

下降管绝热层开裂或脱落。置于炉墙外的下降管,绝热层开裂或脱落,使下降管向四周散热增多,下降管出口水的欠焓增大,使上升管省煤段加长,运动压头减小。置于炉墙中的下降管,绝热层开裂或脱落,则会使下降管直接受热,严重时产汽,运动压头降低,下降管内流动阻力加大,对水循环造成双重不利影响。

折烟墙或烟气损坏造成烟气短路。一旦烟气短路,下游受热面管子吸热量明显减少,破坏或影响水循环,锅炉的经济性也相应降低。

以上运行因素对自然循环的影响由于实际结构和运行条件的复杂而难以准确定量分析,且不一定都造成水循环故障和破坏,但却是实际存在的并无形中损害锅炉的因素。

运行管理锅炉人员应关注水循环安全问题,特别是应注意减少对水循环的干扰,防止上升管的受热减弱、受热不均及下降管受热产汽。在检验、检修锅炉时,应注意炉墙、炉拱、保温层、折烟墙、烟气挡板等的损坏对循环的影响,不使锅炉燃烧、传热严重偏离设计工况。在分析炉管爆破时,应考虑水循环减弱或故障导致事故的可能性。

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