高效余熱蒸汽鍋爐

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高效余熱蒸汽鍋爐

一、什么是余熱蒸汽鍋爐
余熱蒸汽鍋爐是綜合利用工業爐余熱的一種輔助設備，一般安裝在煙道里面，吸收排放煙氣的余熱（或叫廢熱）產生蒸汽，并使煙氣溫度降低。若不裝引風機，放置余熱鍋爐時，其總阻力要小于煙囪抽力。若有引風機，則因為引風機只能承受250℃以下的溫度，煙氣溫度應降至250℃以下，一定要設置余熱鍋爐，才能保證整個加熱爐系統的安全運行。若余熱鍋爐在運行時發生故障，又沒有旁通煙道，則會影響加熱爐的正常運行。
余熱蒸汽鍋爐與一般鍋爐的區別就在于，余熱鍋爐是不需用燃料，而是利用煙氣余熱來產生蒸汽的鍋爐，因此雖然一次投資較大，但若蒸汽能充分的利用時，則其投資最多在4～6個月內就能回收。相對一般鍋爐來講，因余熱爐煙氣溫度低，故要求的受熱面積要比一般鍋爐大很多。
余熱鍋爐還有如下特點：
1. 熱負荷不穩定，會隨著生產的周期而變化。
2. 煙氣中含塵量大。
3. 煙氣有腐蝕性。
4. 余熱蒸汽鍋爐的安裝會受場地條件限制，另外還存在如何與前段工藝的配合問題等等。
二、余熱蒸汽鍋爐的結構形式
1. 按循環系統來分，可有強制循環和自然循環兩種。前者因要用電，設備也較多，運行成本較高，故現在比較少用。
2. 按受熱面形式，主要有煙管鍋爐和水管鍋爐兩種。前者管內通煙氣，管外通水，后者與此相反。從綜合考慮，一般多采用水管鍋爐形式。
3. 從水管結構形式來看，有排管式、蛇形管式、雙汽包彎管式、直排管式、斜排管式等等。另外還有一種叫熱管余熱鍋爐，其管內為特殊液體，并抽真空，管外通煙氣上部在汽包內加熱汽包內的水。我們本次是采用的直排管式余熱鍋爐，結構簡單，制作方便，便于操作管理。
三、余熱蒸汽鍋爐系統流程介紹
汽包→下降管→排管受熱器→上升管→汽包（水消耗后給水泵補充給水）
四、受熱面介紹
由φ89、φ108、φ133、φ159管道組成，共六組，每組重約2350kg，約88m2受熱面，共重14100kg，約530 m2受熱面（見排管圖），可以產0.4～0.6MPa的蒸汽4～5t/h飽和蒸汽（達產正常時）。
五、汽包附件及作用
1. 水位表——①是用來反映汽包內部液位高低的安全附件。2只。
2. 壓力表——②指示汽包內壓力的大小，是重要的安全附件，必須安裝合格的經過校驗的壓力表，一般0.5～1年校驗一次。2只。需裝設緩沖彎管和壓力表旋塞伐，便于操作和更換壓力表。
3. 安全閥——③保證系統在一定的壓力下運行，當高于規定壓力時，能及時打開排放蒸汽，使壓力下降至規定值時，能自動關閉，是很重要的安全附件。鉛直安裝在最高位置，排放管總面積是安全閥的1.25倍，需勞動部門校驗。開啟壓力高于設定壓力0.2、0.4kg/cm2。2只。根據要求安全閥排汽管嘴低處必須安裝排水管。
4. 放散閥——排放汽包內的空氣，也可排放多余的蒸汽，主要用于開爐和停爐時。
5. 主汽閥——產生的蒸汽由主汽閥供往蒸汽分配器供給用戶使用。可自動調節也可手動調節。
6. 排污閥——④有定期和連續排污兩種。作用排去爐內存水，運行時為保證運行安全，按爐水品質要求排去高濃度爐水，使爐水保持正常。同一只汽包最少安裝2只排污閥。
7. 給水裝置——⑤隨時供給汽包足夠的合格軟水，有間斷給水和連續給水兩種，使水位保持正常水平。（1、2、3、6、7稱為五大安全附件，如其中之一損壞失效，即要立即緊急停爐。
8. 高低水位、高低壓力報警裝置——當水位及蒸汽壓力壓力高于或低于規定值時，會發出報警提醒值班人員注意，避免發生事故，注意不能關閉。
六、汽包內部裝置
1. 縫隙式擋板：上升管汽水混合物進入汽包后沖擊在鋼板上，消除沖擊力動能，也是一次分離元件，把水汽初步分開，水向下汽向上流動。
2. 汽水分離裝置：是蒸汽和水分離的重要裝置，不同的結構有不同的分離效果，主要是使帶水蒸汽多次改變方向，水滴垂下落，汽向上。
3. 給水管：使給水均勻分布在汽包中，使汽包內水的流動不致因冷熱不均而變化。
4. 表面排污管；定期排污管，保證鍋爐運行良好，使爐水正常，根據爐水化驗情況決定排污次數，定排一般每班1～2次，表排視爐水化驗情況而定。
5. 下降管擋板：能使下降管中的水能充滿整個水管，不會形成渦流。
七、水質及水質處理
余熱鍋爐給水的要求：符合低壓鍋爐水質要求。
一般的江、河、湖水中均含有雜質、污垢及各種鹽類物質，特別海水中，含鹽量就更大，其中Ca+、Mg+離子的鹽類容易受熱后生成會沉淀的碳酸鹽類，生成水垢。它的導熱系數很差，盡管有水流動，但帶不走管子受煙氣的熱量，使管外壁溫度升高，引起管子燒壞、彎曲、裂紋，縮短了壽命。另外還會引起的腐蝕：有化學腐蝕、氧腐蝕等都會對受熱面及汽包內壁造成不利的影響，所以鍋爐的給水要經過軟化處理，對大于10t/h產汽量的鍋爐來講，給水最好要除氧。我們采用的軟化水處理設備是TMFB全自動軟化器，全套共2臺，它可以自動完成還原、再生過程，自動運行。它每小時能產生軟水10t/h，出水硬度≤1.5PPM，完全能滿足低壓鍋爐給水水質的要求。
軟化器的基本原理是：硬水（自來水等，如其中懸浮物太多，還要經過過濾器，才能進入軟化器。）進入經過還原的軟化器后，硬水中的Ca+、Mg+等易產生水垢的物質被軟化器中的732#陽離子樹脂表面所含的Na+離子所置換，即Ca+、Mg+離子被732#陽離子樹脂吸附，它本身表面吸附的N a+離子進入水中，使硬水變成能生成溶介鹽的Na+鹽，這類不會生成水垢的水就稱為軟水，732樹脂經多次使用后，當其表面的N a+離子不能被繼續置換時，則軟化器失效，此時，軟化器必須進行還原再生后，才能使用。
還原再生,主要是用Nacl溶液,通過失效的732樹脂層(若有垃圾需過濾干凈),利用Nacl中的Na+離子,將732樹脂表面的Ca+、Mg+等易生成不溶性水垢的離子置換出來,經過不斷沖洗(有的方法是浸泡2小時)后再多次正沖、反沖、排污，將置換出來的帶有Ca+、Mg+離子的水排入地溝。經此過程732樹脂還原再生后，又可繼續使用。二套設備，一用一備，全自動控制。平時只要注意隨時加入食鹽（沒有垃圾）即可，食鹽的濃度一般為6～8°左右（按梅氏鹽水濃度計），操作人員也可自己掌握經多次摸索，找出最佳濃度，以便能節約用鹽量。
由于我們采用的是陽離子處理軟水，故爐水帶有一定的堿性（鈉鹽受熱分解成NaOH），一般爐水堿度控制在400～600PPM，氯根控制在400PPM以下，若堿度和氯根過高，可以采用加大排污量來控制，或者稍開一些表面排污閥，總之要保證爐水在規定的范圍內，以便安全運行。《1毫克當量/升=50PPM》
八、試壓
余熱鍋爐安裝完畢后，或每次經過檢修后，都必須進行水壓試驗。水壓試驗規定為：
工作壓力≤0.6MPa時，試驗壓力=1.5P工作壓力
工作壓力=0.6~1.2MPa時，試驗壓力=工作壓力+0.3MPa
工作壓力≥1.2MPa時，試驗壓力=1.25P工作壓力。
試驗時，當水壓升至近0.3MPa左右時，先停止升壓。經檢查無滲漏時，再繼續升至試驗壓力，至少保壓5分鐘無滲漏，再降壓至工作壓力。詳細檢查所有焊接、法蘭接口、人孔蓋等處，無滲漏時方可結束。
九、煮爐
余熱鍋爐安裝后，為了清除系統管道內側表面上的鐵銹、油污、雜質和水垢等，開爐前最好應進行化學清洗和煮爐。
一般煮爐需采用加藥進行，即加入堿和磷酸三鈉。一般每立方爐水加入2～5kg。(視鐵銹等情況)
若鐵銹較少，油污等雜質均很少時也可不加藥煮爐。
過程為加藥(或不加藥)同時加入軟水至中水位。在升溫過程中，緩慢升壓至工作壓力，并排污和多次換水，最終使爐水達到標準狀況。這總的過程大約需要24小時左右。
注意：
1. 在煮爐過程中注意余熱爐各部分膨脹情況，水位保持正常。
2. 在補水、換水過程中應用軟水，并緩慢進行。
3. 每隔3～4小時，取樣分析水中堿度和氯根，若已趨于正常，則煮爐結束。
十、酸洗清垢
排管式余熱鍋爐使用多年后，若排管內壁積有較厚水垢時，即應進行水垢去除工作。該余熱鍋爐只能進行化學清垢，可以請專門的隊伍進行，也可以自己在工作停產檢修時進行，具體過程如下：
1.鹽酸溶液配制：
當水垢厚度為1mm時，鹽酸溶液濃度為4%
當水垢厚度為2mm時，鹽酸溶液濃度為5%，濃度不得超過5%
① 計算整個余熱鍋爐的總容積：即包括汽包、排管、上升、下降管容積的總合。
② 舉例：若總容積為10噸，水垢厚度為1mm時，需用工業鹽酸=10000公斤×4%÷31%≈1300公斤
2.“02緩蝕劑”配方：
① 300公斤工業鹽酸中加入一份“02緩蝕劑”
② “02緩蝕劑”配方及配制順序：在缸中放入20公斤開水→加入1公斤工業鹽酸→加入1公斤苯胺→最后加入1公斤甲醛，在整個配制過程中，必須緩慢加入，并不斷用木棒攪拌，最后直至顏色呈棕紅色。
③ 以上為例：1300公斤工業鹽酸中需用”02緩蝕劑”的數量為1300÷300≈4.3份。即開水20×4.3=86公斤→4.3公斤工業鹽酸→4.3公斤苯胺→4.3公斤甲醛。
注意：配制“02”時，次序不可搞錯。
3.酸洗過程：
① 放盡汽包及排管內存水。
② 打開人孔門，將汽包內垃圾及雜質清除干凈。
③ 取下安全閥及放散閥，將加熱蒸汽管及循環泵出口φ2＂橡皮管從二接口接入汽包并扎牢后關閉人孔門，
④ 預先取大、小缸二只，埋入地下，接好循環泵(從缸內抽酸液打進汽包，從排管排污口接好φ2＂橡皮管接至缸內。
⑤ 向汽包進軟水，同時排污閥向缸排水，開循環泵，緩慢向缸內加入工業鹽酸，并緩慢的用小勺向缸內加入同時配好的“02緩蝕劑”，直至工業鹽酸和“02緩蝕劑”同時加光。
⑥ 不斷調節缸內液位不使滿出或抽空。
⑦ 在循環過程中，用滴定法(酚酞試液)測定鹽酸濃度。若濃度不再變化時，則說明水垢己清除干凈(整個循環過程約4小時左右)整個過程中，需對溶液加熱至70℃左右，以無泡沫冒出為準。
⑧ 放掉所有液體，打開人孔門，用自來水沖洗汽包，并清除汽包內雜物，污垢后再進水，用循環泵反復沖掉排管內垃圾、污垢。
⑨ 配制0.3%的純堿溶液，同酸洗一樣，循環1～2小時，再放掉堿溶液，后再清洗汽包，循環沖洗各排管內的污垢，直至清潔為止。

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