1. 汽水两用锅炉内部结构
电厂锅炉由锅炉本体水压部分、燃烧设备部分、附件仪表及附属设备组成。
1、“锅炉水压部分” 包括:省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器再热器、进出口联箱及汽水联通管道、固定和悬吊锅炉部件、受热面、炉墙等设备的构架等。“燃烧设备” 部分: 炉膛、燃烧设备、空气预热器、烟道和风道等。
2、辅助系统包括:燃料供应系统、煤粉制备系统、给水系统、通风系统、除尘除灰系统、吹灰系统,水处理系统、测量及控制系统和烟气脱硫系统等。各个辅助系统都配有相应的附属设备和控制装置。
3、 燃烧系统由燃烧设备、制粉系统和风烟系统等组成,完成燃料在炉内的燃烧和高温烟气对受热面的传热过程。
4、汽水系统由给水系统、蒸发系统和过热系统及再热系统组成,分别完成水的加热、蒸发和过热三个阶段的任务。
2. 汽水两用锅炉内部结构图
真空热水锅炉炉体分上下两部分;上半部分为真空室(负压蒸汽室),其空间内装设有管式汽-水热交换器,用来加热流过换热器中的循环水。运行原理:真空热水锅炉运行时,在真空负压下炉体内的热媒水吸收燃料燃烧释放的热能,沸腾汽化为低温蒸汽,低温蒸汽上升遇到不锈钢换热器中的系统循环水,加热循环水送给用户用于采暖或卫生热水。水蒸气自身被冷却凝结成水滴下落到热媒水面后再一次被加热,从而完成了整个循环过程。热媒水不断地在封闭的机体内进行着“沸腾==蒸发==冷凝==热媒水”的循环,因此无需补充冷凝水,也无空烧的危险。真空热水锅炉利用的汽水凝结换热,在所有换热工况中,汽水凝结换热传热系数是最高的。
3. 锅炉水汽系统的组成
影响锅炉安全运行的因素很多,其中就包括了用水这一项,采用符合工业锅炉用水标准的水可以避免一些故障的发生,同时还可以保证锅炉的使用寿命。
工业锅炉水检测哪些指标?
按照工业锅炉用水标准GB/T1576-2008《工业锅炉水质》,在相应额定蒸汽压力下,带过热蒸汽锅炉必须符合除盐水具有水质的规定,提出了按照GB/T12145《火力发电机组和蒸汽动力设备的水汽品质》的要求。所以对工业锅炉的水的检测主要看以下几项指标:
1.硬度指标:热水锅炉:≤0.6mmoi/L;蒸汽锅炉:≤0.03mmoi/L。
2.含氯:锅内含氯<生水含氯量×2。
3.碱度值:热水锅炉:14-18mmoi/L蒸汽锅炉:16-19mmoi/L。
4.ph值:热水锅炉:9---11蒸汽锅炉:10---12。
要求工业锅炉水质。
生产过程中,工业锅炉水质是否达到水质标准,对锅炉的安全、经济运行、节能降耗、防患于未然都具有重要意义。所以,用户要清楚工业锅炉的水检测哪些指标。
4. 汽水两用锅炉工作原理
你好,是不一样的。汽水两用锅炉是指同时可以生产低压蒸汽和高温热水的锅炉,该锅炉压力较低,安全系数高,一般适用于食堂、豆腐房等。热水锅炉只能生产热水,而不能生产蒸汽,多用于供暖。
5. 水汽两用锅炉安装图
1、点火器毛病:脉冲点火器和控制器要是有其中一方出现故障,燃气锅炉就不能启动。设置锅炉点火压力过高或者过低,不再点火范围之内。
2、燃气锅炉不能点火。燃气进口压力太低或者太高,燃烧机不点火。
3、水位问题:燃气锅炉进水处过滤网梗塞形成水无法正常流过,锅炉水位过低,低于锅炉超低水位,锅炉自动连锁,燃烧机不点火
4、电磁阀毛病:燃气锅炉若点火的时分只听到点火声,没有电磁阀“嗒”磁吸声,可能为电磁阀损坏或者老化,电磁阀老化。
5、天然气泄漏,燃烧机不点火。
6、烟管无法正常排气。燃气锅炉烟管有梗塞,清算烟管梗塞物烟管过长,未正确装置。排烟温度过高,锅炉自动连锁保护,燃烧机不点火。
7、水气联动安装毛病:燃气锅炉水气联动阀内鼓膜老化或损坏不能推进微动开关;微动开关坏。
8、锅炉急停开关被误操作,燃烧机不点火。
6. 汽水两用锅炉安装过程
一、锅炉点火 1、查阅运行和(或)交接班记录。
2、巡视、检查锅炉内、外部。 3、检查主要安全附件。安全阀、水位表、压力表,要严密、可靠、灵敏。
4、检查水处理设备。
5、检查给水设备和汽水系统管道。各阀门按启动的要求调整。
6、检查供油设备。上述检查工作合格之后,即可启动锅炉。
二、启动锅炉
1、观察水位表内的水位,若出现水位有上升或下降的现象,则应检查给水阀和排污阀的开、关位置是否正确或泄漏。
2、当压力升到1公斤力(厘米2)表压时,应冲洗水位表。冲洗水位表的顺序:
①打开汽水旋塞,冲洗汽水连管;
②关闭水旋塞,冲洗汽连管;
③打开水旋塞,冲洗汽水连管;
④关闭汽旋塞,冲洗水连管;
⑤打开汽旋塞,冲洗汽水连管;
⑥关闭汽水旋塞,使水位恢复正常。
如果水位迅速上升,并有轻微波动,表明水位正常;如果水位上升很缓慢,表明水位表有堵塞现象,应重新冲洗和检查。
3、当压力升到2公斤力(厘米2)表压时,冲洗压力表存水弯管。
4、当压力升到3公斤力(厘米2)表压时,检查受压部件各连接处有无渗漏现象,对松动过的螺丝再拧紧一次。为了防止螺丝拧断,用力不宜过猛并不允许加长手柄方法紧固螺丝。
5、当压力升到4公斤力(厘米2)表压时,进行一次排污,以均衡各部分炉水温度。排污前先进水至高水位,排污时注意观察排污管道周围情况,并随时观察水位,排污后关严排污阀,并检查有无漏水现象。
6、当压力升到工作压力2/3时,进行暖管(暖管的目的:使蒸汽管道、阀门、法兰等都受到均匀缓慢的加热并放去管内的凝结水,以防止管道内产生水击而发生渗漏等。暖管时间约半小时左右)操作:
①开启管道上的疏水阀,排除全部凝结水。
②缓慢开启主汽阀半圈,待管道充分预热后再全开。如管道发生震动或水击,应立即关闭主汽阀,加强疏水,待震动消除后,再慢慢开启主汽阀,继续进行暖管。
③慢慢开启分汽缸进汽阀,使管道汽压与分汽缸汽压相等,同时注意排除凝结水。
④直至排出干燥蒸汽后,关闭所有疏水阀,全开主汽阀。各汽阀全开后,应回转半圈,防止汽阀因受热膨胀后卡住。
7、当汽压升到工作压力时,就可直接进行供汽。
锅炉正常运行时,必须随时调节汽压、水位、油位,以及进行排污(排污的目的:①排除炉水表面悬浮泡沫。降低炉水含盐和含碱量,防止发生汽水共腾,保证蒸汽品质;②排出积聚在锅筒和下集箱底部的泥渣和污垢)。
(1)、锅炉在运行中应做到均衡给水,尽可能保持水位在正常范围。
(2)、在负荷较大时,可能会出现虚假水位。如负荷突增时水位可能会出现先上升再下降现象,而负荷突降时,出现先下降再上升现象。因此,在监视和调整水位时,要注意判断这种暂时的假水位,以免误操作。
(3)、在锅筒和下集箱底部的排污管上串联安装二只排污阀,靠近锅炉和集箱的一只为慢开阀,另一只为快开阀,排污时应先开启慢开阀,后微开快开阀,预热管道后再全开。为使排污效果更佳,可开关快开阀数次。排污结束后,先关闭快开阀,再关闭慢开阀,最后再开一下快开阀将两阀门之间的存水放净。
排污注意事项:
①排污前先将炉水调至高于正常水位,排污时要严格监视水位,防止因排污造成的锅炉缺水。排污后间隔一段时间,用手摸排污阀后的排污管道来检验排污阀是否泄漏,如感觉热,表明排污阀泄漏,应查明原因后加以消除。
②本着"勤排、少排、均匀排"的原则,每班至少排污一次,对所有的排污管须轮流进行排污,防止炉水品质恶化和排污管堵塞,甚至引起水循环破坏和爆管事故。
③排污要在低负荷、正常工作压力时进行。此时锅水沸腾缓和,渣污易沉淀,排污效果好。
④排污操作应开关重复数次,依靠反冲击力使渣垢搅拌起,然后集中排出,这样排污效果好。
7. 汽水两用锅炉内部结构图片
答:在火力发电厂中,锅炉的功能是利用燃料燃烧放出的热能产生高温高压蒸汽。锅炉本体的结构和主要部件都是为了实现它的功能而设置的。锅炉本体的结构有炉膛、水平烟道和垂直烟道(尾部烟道),主要部件按燃烧系统和汽水系统来设置,有空气预热器、喷燃器、省煤器汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器等。
空气预热器分层布置在垂直烟道中(旋转式的不分层,布置在垂直烟道底部),它把送风机送来的空气利用流经垂直烟道的烟气进行加热,加热后的空气分别送到磨煤机(做为热风源)、排粉机、一次风箱和二次风箱。
喷燃器布置炉膛四角(或前后墙),数目多时可上下分层。给粉机把煤粉送入喷燃器,一次风引入喷燃器把煤粉吹入炉膛。
二次风口布置在喷燃器近旁,喷入助燃空气。
直吹式锅炉由排粉机将煤粉直接吹入炉膛。煤粉燃烧后形成飞灰(细灰和粗灰)和灰渣。
飞灰随烟气经水平烟道、垂直烟道到除尘器,除尘器把烟气中98%以上的细灰除下落入除尘器下部的灰斗中,极少的细灰随烟气经吸风机送入烟囱排入大气;灰渣则落入炉膛底部形成炉底渣,由除灰设备定时除出炉外。
省煤器分层布置在垂直烟道中,它把给水母管送来的水利用烟气进行加热再送到汽包中。
汽包布置在锅炉顶部,它在锅炉的汽水循环中起着接收来水、储水和进行汽水分离的作用。
汽包中的水经下降管、水冷壁下联箱(它们都布置在炉膛外壁)送到水冷壁。
在强制循环式锅炉的下降管中安装有强制循环泵,加强水循环。
水冷壁是布置在炉膛四周的排管,在炉膛内燃烧的燃料所放出的热把水冷壁管内的水加热成汽水混合物。
汽水混合物经水冷壁上联箱和上升管?进入汽包。汽包中的汽水分离器把汽水混合物进行分离,分离出的蒸汽送到过热器,余下的水留在汽包中继续参加水循环。
直流式锅炉没有汽包,水冷壁将水直接加热成蒸汽送入过热器。
过热器布置在炉膛上部和水平烟道中,它把蒸汽加热并调节成符合规定温度的过热蒸汽,过热蒸汽经集汽联箱、主汽门到汽轮机。
过热器又可分为低温过热器和高温过热器。
在锅炉水平c烟道入口处装有屏式过热器,在炉膛顶部装有顶棚过热器。
再热式机组的再热器也布置在水平烟道和垂直烟道中,再热器的功能是将在汽轮机高压缸做过功的蒸汽再次加热到一定温度.?送回到气轮机中压缸继续做功。
8. 汽水两用锅炉内部结构示意图
天津市某企业的燃煤立式水管蒸汽锅炉工作压力为1.25 MPa,蒸汽量为19 t/h,属于较常见的低压锅炉。该锅炉产生的蒸汽主要用于包括冬天供暖、企业的日常生产、职工食堂做饭和洗衣间清洗衣物。此类低压锅炉的水处理技术本已经比较成熟,各种相关水处理药剂市场应用范围很广,效果也比较显著,然而由于该厂锅炉蒸汽在日常生产生活过程中被直接用来加热物品,如在生产车间,蒸汽直接加热产品,在食堂直接蒸煮食物,在洗衣间直接烫洗衣物,故要求蒸汽品质较高,且绝不能因为添加药剂而污染蒸汽,使蒸汽带毒,从而引发生产生活事故。其次,该企业为了节约成本,原本应该开启的除氧器系统并未开启,只能仅仅依靠添加除氧剂使锅炉补水含氧量降至0.1 mg/L以下。
该厂由于种种原因其锅炉水系统已经近三个月没有进行任何的加药处理,省煤器结垢严重,并且伴有严重的垢下腐蚀,炉水中铁含量极高,呈明显的铁红色浑浊状,冷凝回水的铁黄色也十分明显,水质较浑浊。各种迹象表明该锅炉水系统亟需处理,否则锅炉运行的风险很大。
1 水质情况
该厂的蒸汽锅炉水系统主要分为锅炉补水、炉水 与蒸汽冷凝回水三部分。其中锅炉补水使用厂方自制的软化水与蒸汽冷凝回水的混合水,冷凝回水与软化水的混合比例大约是1∶4。该锅炉水系统已经近3个月没有进行水处理工作,此时蒸汽冷凝回水、自制软化水、锅炉补水以及炉水的水质情况如表 1所示。
从表 1可以看出,锅炉蒸汽的冷凝水回水pH过低,导致冷凝水管道发生腐蚀,总铁质量浓度达到了1.67 mg/L。由于补水中混入了冷凝水,直接导致补水的铁含量超标(要求≤0.3 mg/L),而且还使补水的pH偏低,间接又会导致补水管道的腐蚀,进一步增加了补水的含铁量。此外,炉水的铁含量过高,水冷壁腐蚀严重,究其原因,主要是补水未经除氧,含氧量过高导致。而且炉水的电导率偏高,容易发生汽水共腾。软化水箱通大气保存,测定其含氧量没有意义。锅炉产生的蒸汽被送到各处使用,使用过程中充分接触空气,所以测定冷凝水的含氧量也没有意义。冷凝水与软化水混和后成为锅炉补水,只要去除补水的含氧量就可以有效地控制炉水对水冷壁的腐蚀。而投加冷凝水缓蚀剂提高冷凝水的pH,可以有效地降低冷凝水管道的腐蚀,从而降低冷凝水中的铁含量,改善水质。所以,此锅炉水系统的处理方案主要从上述几个方面入手。
2 锅炉水系统处理方案
2.1 锅炉补水的处理
2.1.1 锅炉补水除氧处理
该厂锅炉水系统中最亟需处理的就是锅炉补水,其含氧量过高,造成锅炉金属氧腐蚀是必然的。氧腐蚀是锅炉系统最常见也是较严重的腐蚀形态,它的形式一般是溃疡型和小孔型的局部腐蚀,一旦形成小孔型腐蚀,则孔内外形成电位差,构成微型腐蚀电池,孔内腐蚀将会越来越严重,若不加以控制,就有穿孔的危险,严重危害锅炉的安全运行。
然而,该厂以节约成本、降低能耗为由,不愿开启除氧器,希望纯粹通过添加药剂将补水的含氧量降到0.1 mg/L以下,达到《工业锅炉水质》(GB/T1576—2008)要求的补水指标。如果不开除氧器,确实可以更有效地利用省煤器,降低排烟温度,并减少操作工的劳动量,但这也为补水的处理工作带来了一定的困难。采用中海油天津化工研究设计院自行研制的高效除氧剂TS-9001可以很好地满足现场的需求。TS-9001是由催化亚硫酸钠-亚硫酸氢钠以及其他辅剂所组成的复合药剂,亚硫酸根实际投加量比理论值过量20%,可以将补水中的溶解氧在10 s之内降至0.1 mg/L以下,充分保证了除氧效果。
2.1.2 锅炉补水阻垢处理
虽然锅炉的补水都是软化水,但是软化水也是有一定硬度的,如果不处理,长期运行累积,也会在金属管道表面形成一层水垢。垢层越厚,管道的传热效果就越差,损耗的燃料就越多,水冷壁的壁温就越高〔1〕。当垢层达到一定的厚度时,损失的燃料姑且不提,壁温会上升到金属材质无法承受的程度,轻则变形,重则龟裂,直至爆管,引发生产事故。所以锅炉补水的阻垢处理也很重要。传统的处理方法是在炉水中加入Na3PO4或Na2HPO4,有时也复配Na2CO3或NaOH,使磷酸根与水中的钙离子反应生成不溶性的碱式磷酸钙。这种沉淀物在水中呈分散、松软状水渣,流动性大,可随锅炉定期排污而排出,而磷酸镁是一种高度分散的胶体颗粒,不易结垢。
经过实验筛选,最终选用了纯有机阻垢剂TS-9002D,其主要成分为乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)、氨基三亚甲基磷酸(ATMP)和聚羧酸盐。该阻垢剂对成垢离子的螯合力强,且耐高温、不易水解,而且可以分散炉水中的铁杂质,防止金属腐蚀物在炉管上的沉积。除了能螯合金属离子、分散小颗粒之外,该有机阻垢剂还可以通过晶格畸变的作用改变成垢物质的形态,使其生成疏散的络合物水渣,通过排污排出,从而兼具了无机阻垢剂的功能。加药质量浓度为100 mg/L,控制炉水中总磷质量浓度在20 mg/L左右,可以保持很好的阻垢效果。
2.2 锅炉冷凝水的处理
蒸汽做功冷凝后变为热水凝结水,其品质远远高于软化水,接近纯水,是优良的锅炉给水,如果能够充分加以回收利用,不仅可以显著降低锅炉蒸汽生产过程中的燃料消耗,减少软化水用量,降低蒸汽生产成本,而且因给水质量的提高,还可以大大减少锅炉因蒸发浓缩盐分而必须排污造成的热能损耗,提高锅炉蒸汽生产效率,使锅炉运行更加安全经济〔2〕。然而由于蒸汽中含有大量的CO2,蒸汽在冷凝成水的过程中吸收了CO2,且冷凝水没有任何缓冲的能力,使冷凝水的pH较低,再加上冷凝水的温度较高,其对管道的腐蚀比常温的低pH水更甚。如不处理,冷凝水管道会发生严重的腐蚀,不但损坏设备而且污染水质,浪费资源和能源。
蒸汽中的CO2主要来源于锅炉补水中的碳酸盐碱度,锅炉补充的软化水中有不同数量的碳酸盐及碳酸氢盐,遇高温后分解放出CO2。如果冷凝水中只有CO2,没有溶解氧时会发生下列反应:Fe+2CO2+2H2O→Fe(HCO3)2+H2。当CO2完全消耗后,反应就停止了,处理时只要把冷凝水中溶解的CO2中和掉即可有效抑制腐蚀。但是蒸汽做功后与空气充分接触,其冷凝水中必然含有溶解氧,在既有CO2又有溶解氧时发生如下反应:
Fe+2CO2+2H2O→Fe(HCO3)2+H2
2Fe(HCO3)2+1/2O2→Fe2O3+4CO2+2H22O
总反应式为:2Fe+2H2O+1/2O2→Fe2O3+2H2
由此可以看出,当冷凝水中有溶解氧时,CO2就变成了催化剂,其本身并没有消耗,腐蚀的实质是CO2使水的酸度增加,水中的氢离子夺取铁中的电子,变为氢气而逸出,水变为碳钢的腐蚀剂。
中和掉溶于冷凝水中的CO2,降低水的酸度,提高pH即可有效地防止腐蚀,虽然腐蚀反应仍然发生,但是反应速率被极大地降低。针对本研究中的锅炉系统冷凝水,采用TS-9000A,该药剂可以在中和CO2、提高冷凝水pH的同时,在冷凝水回水管道金属表面上形成致密的多分子层吸附憎水性保护膜,使氧气与金属表面隔绝,进一步抑制了腐蚀的发生。该药剂主要成分为多组分挥发性多胺,沸点在120~130 ℃,经国家安全卫生检测部门认定为无毒级产品,可以放心添加在蒸汽中使用。将加药地点选在锅炉的分汽缸内,保证缓蚀剂可以进入各个分支蒸汽管道,加药质量浓度定为100 mg/L,可以确保管道内壁成膜并保证冷凝水回水pH在8.0~8.5。
3 锅炉水系统处理效果
采用以上水处理方案运行1个月之后,锅炉各系统的水质情况如表 2所示。
从表 2可以看出,经加药处理后,锅炉各个系统的水质均符合《工业锅炉水质》(GB/T 1576—2008)的要求,锅炉运行安全可靠。
对比表 1、表 2中加药前后冷凝回水与炉水的水质,可以看出,加入缓蚀剂提高冷凝回水的pH后,水质有了较大的改善,铁质量浓度由原来的1.67 mg/L降至0.08 mg/L,浊度由原来的15.52 mg/L降至1.34 mg/L,冷凝回水也由原来的铁黄色变得清澈透明。由于水质的大幅改善,冷凝水的利用率从原来的20%提高到80%,使锅炉的燃料消耗与用水消耗大幅度下降,节能减排的效果非常明显。
炉水的水质在加药前后也变化明显。铁质量浓度由原来的10.92 mg/L骤降至仅0.03 mg/L,浊度由原来的43.84 mg/L降至0.34 mg/L,炉水中的氧质量浓度由原来的0.23 mg/L降至0.02 mg/L,可以说炉水中几乎没有氧,这也是炉水的腐蚀得到抑制的主要原因。肉眼可见的是炉水自加药处理后颜色逐渐变浅,最后由原来较浓的铁红色浑浊状变为几乎无色。还需要一提的是,在未加药之前,现场发现只要炉水中氯离子质量浓度接近350 mg/L时就必须要排污,否则就会发生汽水共腾。加药之后,由于补水中大量使用的是冷凝回水,水中杂质很少,其含盐量也比软化水低很多,炉水中的氯离子质量浓度即使浓缩到400 mg/L以上仍不会发生汽水共腾,现场实际操作中,炉水中的氯离子质量浓度在450 mg/L左右才开始强制排污。
省煤器在进行水处理一个月后,管道内的老垢层在阻垢剂强大的螯合和分散的功能下逐渐溶解和脱落,现管道内部几乎没有垢层沉积,补水经过除氧之后,以前存在的垢下腐蚀现象也基本消失。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
4 结论
(1)可以在除氧器不开启的情况下完全依靠添加除氧剂将锅炉补水的含氧量降至0.1 mg/L以下。
(2)有机阻垢剂比无机阻垢剂在阻垢方面的功能更加强大,不但可以阻止新垢层的产生,还可以软化脱落老垢层。
(3)冷凝水缓蚀剂可以极大地改善冷凝回水的水质,提高其利用率,对于企业的节能减排有着重大意义。
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9. 锅炉汽包内水与汽的关系
汽包锅炉的汽包水位是锅炉运行过程中的一个极为重要的指标。只有保持在正常范围的水位,才能保证锅炉良好的循环和蒸发。
如果在运行中水位过低,将会造成锅炉缺水,严重的锅炉缺水将会导致水冷壁管壁超温,甚至造成设备损坏事故。
锅炉运行过程中水位过高,则会造成汽包满水,汽包满水会造成主蒸汽温度迅速下降,严重时水会随着蒸汽带入汽轮机,对汽轮机叶片造成严重的冲击和损坏。
因此在锅炉运行中必须保证汽包水位的正常,为了保证汽包水位的正常,锅炉设备通常设置了汽包水位高和低保水位低保护和水位调节控制系统。