锅炉的房子

锅炉用水

蒸汽锅炉厂的经营目标包括:

• 安全操作。
• 最大燃烧和传热效率。
• 最少的维护。
• 长使用寿命。

锅炉中用于产生蒸汽的水的质量将对实现这些目标产生深远的影响。

有必要对锅炉要求在下列标准下运行：

• 自由的尺度- 如果硬度存在于给水和不受控的化学，那么按比例缩放的传热表面会发生的，减少的热传递和效率 - 必要锅炉进行频繁的清洗。在极端情况下，可能会出现局部热点，导致机械损坏或甚至管失效。
• 不受腐蚀和化学侵蚀-如果水中含有溶解的气体，特别是氧气，很可能会对锅炉表面、管道和其他设备产生腐蚀。

如果水的pH值太低，酸性溶液会侵蚀金属表面。如果pH值过高，水呈碱性，可能会出现起泡等其他问题。

还必须在为了防止，以避免金属失败碱脆或苛性开裂。开裂和脆化是由氢氧化钠的浓度过高引起的。年长的铆接锅炉这种攻击更敏感;然而，护理仍然在攻击的管ends.kind现代焊接锅炉必要的;然而，护理仍然在管端焊接现代锅炉必要的。

优质蒸汽

如果锅炉给水中的杂质处理不当，就会发生锅炉水转入蒸汽系统的情况。这可能会导致蒸汽系统的其他地方出现问题，如:

• 控制阀表面污染-这将影响他们的运作，降低他们的能力。
• 工艺装置传热表面的污染-这会增加热阻，降低传热效率。
• 蒸汽疏水阀孔限制- 这将减少疏水阀能力，并最终导致植物，并减少输出的淹水。

结转可能由两个因素造成:

1.引发 - 这是锅炉水的喷射进入蒸汽起飞和通常是由于一个或多个以下：

- 工作有过高的水位锅炉。

- 工作低于其设计压力的锅炉;这增加了体积，并从水表面释放的蒸汽的速度。

用蒸汽的需求。

2.发泡 - 这是泡沫中的水表面和所述蒸汽承购之间的空间形成。更大的泡沫量越大，这会遇到的问题。

以下是起泡的迹象和后果:

-水将从压力表玻璃的蒸汽连接处滴落;这使得精确测定水位变得困难。

-液位探头、浮子和压差传感器难以准确测定水位。

-可能会响起警报，燃烧器甚至可能“锁定”。这将需要在重新建立供应之前对锅炉控制面板进行手动复位。

这些问题可能完全或部分是由于锅炉内起泡造成的。然而，由于泡沫是锅炉水特有的，所以需要更好地了解泡沫本身:

• 表面的定义- 泡沫上的啤酒玻璃坐在液体的顶部，而液体/泡沫接口被明确的规定。在沸腾的液体，该液体表面是模糊的，从几小蒸汽气泡改变在容器的底部，许多大型蒸汽气泡在顶端。
• 增加搅拌发泡-趋势是在给定的蒸汽量下更小的锅炉。小型锅炉的水面面积较小，因此每平方米水域释放蒸汽的速度增加。这意味着表面的搅动更大。由此可见，较小的锅炉更容易起泡。
• 硬度-硬水不起泡。然而，为了防止水垢的形成，锅炉水被故意软化，这使它容易产生泡沫。
• 胶状物质- 锅炉水的污染与悬浮胶体，例如。牛奶，会导致剧烈的发泡。注：胶体颗粒小于0.000 1毫米的直径，并且能够通过标准的过滤器。
• TDS水平-随着锅炉水TDS的增加，蒸汽气泡变得更加稳定，更不愿破裂和分离。

对结转纠正措施

工程经理可采用以下替代方案，以减少锅炉起泡:

• 操作- 锅炉平稳运行非常重要。在恒定负荷下其设计参数范围内的锅炉操作，夹带水分的用蒸汽结转量可以是小于2％。

如果负载变化是快速的和大的幅度的，在锅炉中的压力可以显着下降，引发极其湍流条件作为锅炉闪蒸蒸汽的内容。更糟糕的是，在压力的降低也意味着蒸汽的比容增大，泡沫气泡是按比例增大。

如果工厂条件是这样的，在负荷大幅变化是正常的，它可能是谨慎的考虑：

-如果目前安装了开关，调节锅炉水位控制。

-“过剩控制”，将限制锅炉压力允许下降的水平。

-蒸汽蓄能器(见本单元模块22)。

-'Feed转发”施加负载之前，将带来锅炉到最大操作压力的控制。

-“慢开”控制，将使工厂在预先确定的时期上线。

• 化学防治- 防沫剂可以被添加到锅炉用水。这些操作通过打破泡沫气泡。然而，治疗由悬浮固体泡沫时这些药物是无效的。

• TDS控制-必须在以下两方面找到平衡:

-高的TDS水平及其伴随的经济运行。

- TDS低，减少起泡。

• 安全-由水垢引起的过热和由溶解气体引起的腐蚀的危险是很容易理解的。在极端情况下，泡沫、结垢和污泥的形成可能导致锅炉水位控制感应不适当的水平，对人员和过程造成危险。

外部水处理

人们普遍认为，在可能情况下的蒸汽锅炉，主给水治疗应外部锅炉。

表3.9.2显示了基于典型硬原水供应的各种工艺可能获得的处理水质的总结。这是外部处理厂必须处理的水。


外部水处理工艺可列举如下:

• 反渗透-将纯水强行通过半透膜，留下浓缩的杂质溶液，并将其废弃。
• 酸橙;石灰/苏打水软化-随着石灰软化，熟石灰(氢氧化钙)与钙和碳酸氢镁反应，形成可移动的污泥。这降低了碱性(暂时)硬度。石灰/纯碱(纯碱灰)软化通过化学反应降低非碱性(永久)硬度。
• 离子交换-是目前使用最广泛的处理产生饱和蒸汽的壳式锅炉的水的方法。本模块将专注于水处理的以下过程:碱基交换、脱碱化和脱矿。

离子交换

的离子交换剂是通常在0.5〜1.0毫米直径的树脂珠的形式制成的不溶性物质。树脂珠，通常在包含在玻璃填充床的形式使用增强塑料压力容器中。树脂珠是多孔和亲水 - 即，它们吸收水。内的胎圈结构是固定的，其相关联相反电荷的移动可交换离子的离子基团。这些移动离子可以由类似电荷的离子所取代，由溶解在周围的珠子水的盐。

基础交换软化

这是最简单的离子交换形式，也是应用最广泛的。树脂床最初被激活(带电)通过一个7 - 12%的盐水(氯化钠或普通盐)通过它，这使树脂富含钠离子。然后，待软化的水被泵入树脂床，发生离子交换。钙和镁离子取代树脂中的钠离子，使流动的水富含钠盐。钠盐在非常高的浓度和温度下保持在溶液中，不会在锅炉中形成有害的水垢。

从图3.10.1可以看出，总硬度离子被交换为钠。用碱钠交换软化有在总溶解固体水平没有减少（TDS以每百万或ppm份）和在pH值没有变化。所有已经发生是另一种类型的危害更小，非规模形成盐的一组潜在的有害刻度形成盐的交换。因为有在TDS水平没有变化，树脂床耗尽不能由电导率的上升检测（TDS和导电性有关）。因此再生上的时间或总流量的基础激活。

软化剂运行成本相对便宜并能生产多年可靠地处理过的水。它们可以成功地即使在高碱性中使用提供的（临时）硬度区域时返回的冷凝物的至少50％。哪里有很少或没有冷凝水回收，更复杂类型的离子交换是优选的。

有时石灰/苏打软化处理被用作碱交换前的预处理。这减少了树脂的负载。

除碱

基交换软化的缺点是，有在TDS和碱度没有减少。这可以通过预先去除碱度来克服，这通常是通过使用一个dealkaliser的实现。

dealkaliser有几种类型，但最常见的类型如图3.10.2所示。它实际上是由三个单元组成的，一个脱气器，接着是一个脱气器，然后是一个碱基交换软化器。

Dealkaliser

在图3.10.3所示的系统有时被称为“分流”软化。甲dealkaliser将很少没有碱交换柔软剂一起使用，如所产生的溶液是酸性的，并会造成腐蚀，以及任何永久硬度将通过直入锅炉。

除碱设备将删除临时硬度如图3.10.3。该系统一般会使用时的化妆水具有非常高比例使用。

去矿化作用

这个过程将删除几乎所有的盐。它包括使原水通过阳离子和阴离子交换树脂（图3.10.4）。有时，树脂可被包含在一个容器中，并且这被称为“混合床”脱矿质。

该工艺去除几乎所有的矿物质，并产生几乎不含溶解的固体非常高的质量的水​​。它是用于非常高的压力的锅炉，如在发电站。

如果原水具有悬浮固体的高含量，这将很快弄脏离子交换材料，大大增加运营成本。在这些情况下，原水如澄清或过滤的一些预处理可能是必需的。

外部水处理厂的选择

看着表3.10.1，很容易让人认为，一个软化站应始终使用。然而，每个系统都有一个资本成本和运行成本，如表3.10.2所示，加上被评估的各个工厂需要的要求。

壳牌锅炉房

一般来说，壳锅炉能够承受较高的TDS水平，而基础交换软化厂相对较低的资金和运行成本(见表3.10.2)通常会使其成为首选。

如果原水供应的TDS值较高，和/或凝结水回复率较低(<40%)，可以考虑以下几种方案:

• 用石灰/苏打预处理，这将导致碱性硬度沉淀出来的溶液，作为碳酸钙和氢氧化镁，然后从反应容器中排出。
• 除碱设备，以减少供给至锅炉厂的水的TDS水平。

热电锅炉设备

水管锅炉厂是高TDS水平的耐受性低得多，甚至更小，压力增加。这是由于多种原因，其中包括：

• 水管锅炉在汽包内的水面面积相对于蒸发率是有限的。

这导致每水域和湍流的单位非常高的蒸汽释放率。

• 水管锅炉往往是较高的额定，可能超过1 000吨/小时的蒸汽。这意味着，即使是一个很小的排放百分比，也可能代表一个大的质量被吹下来。

• 水管锅炉倾向于在较高的压力下运行，通常高达150巴克。压力越高，排污水中所含的能量就越大。

更高的压力也意味着更高的温度。这意味着，构造材料将经受较高的热应力，并且可以操作更接近其冶金限制。甚至内部污染阻碍从管中的热传递到水的少量可导致管过热。

• 水管锅炉通常装有过热器。

从蒸汽鼓饱和蒸汽的干燥可以被引导到位于炉的最高温度区域中的过热器管。受污染的水的任何夹带与将涂层过热器管的内部的蒸汽，并具有潜在的灾难性的后果抑制热传递。

上述因素意味着：

• 高品质的水处理是这类植物的安全运行至关重要。
• 从经济上来说，投资一个将排污率降到最低的水处理厂可能是可行的。

在上述每种情况下，选择常常是一个脱矿质或反渗透植物。

总结

在选择水处理厂时，原水的质量显然是一个重要的因素。虽然TDS水平会影响锅炉运行的性能，但其他问题，如总碱度或硅含量有时可能更重要，并主导水处理设备的选择过程。