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详情介绍

余热蒸汽锅炉

一、 什么是余热锅炉

余热锅炉是综合利用工业炉余热的一种辅助设备,一般安装在烟道里面,吸收排放烟气的余热(或叫废热)产生蒸汽,并使烟气温度降低。若不装引风机,放置余热锅炉时,其总阻力要小于烟囱抽力。若有引风机,则因为引风机只能承受250℃以下的温度,烟气温度应降至250℃以下,一定要设置余热锅炉,才能保证整个加热炉系统的安全运行。若余热锅炉在运行时发生故障,又没有旁通烟道,则会影响加热炉的正常运行。

余热锅炉与一般锅炉的区别就在于,余热锅炉是不需用燃料,而是利用烟气余热来产生蒸汽的锅炉,因此虽然一次投资较大,但若蒸汽能充分的利用时,则其投资最多在4~6个月内就能回收。相对一般锅炉来讲,因余热炉烟气温度低,故要求的受热面积要比一般锅炉大很多。

余热锅炉还有如下特点:

1. 热负荷不稳定,会随着生产的周期而变化。

2. 烟气中含尘量大。

3. 烟气有腐蚀性。

4. 余热锅炉的安装会受场地条件限制,另外还存在如何与前段工艺的配合问题等等。

二、 余热锅炉的结构形式

1. 按循环系统来分,可有强制循环和自然循环两种。前者因要用电,设备也较多,运行成本较高,故现在比较少用。

2. 按受热面形式,主要有烟管锅炉和水管锅炉两种。前者管内通烟气,管外通水,后者与此相反。从综合考虑,一般多采用水管锅炉形式。

3. 从水管结构形式来看,有排管式、蛇形管式、双汽包弯管式、直排管式、斜排管式等等。另外还有一种叫热管余热锅炉,其管内为特殊液体,并抽真空,管外通烟气上部在汽包内加热汽包内的水。我们本次是采用的直排管式余热锅炉,结构简单,制作方便,便于操作管理。

三、 余热锅炉系统流程介绍

汽包→下降管→排管受热器→上升管→汽包(水消耗后给水泵补充给水)

四、 受热面介绍

由φ89、φ108、φ133、φ159管道组成,共六组,每组重约2350kg,约88m2受热面,共重14100kg,约530 m2受热面(见排管图),可以产0.4~0.6MPa的蒸汽4~5t/h饱和蒸汽(达产正常时)。

五、 汽包附件及作用

1. 水位表——①是用来反映汽包内部液位高低的安全附件。2只。

2. 压力表——②指示汽包内压力的大小,是重要的安全附件,必须安装合格的经过校验的压力表,一般0.5~1年校验一次。2只。需装设缓冲弯管和压力表旋塞伐,便于操作和更换压力表。

3. 安全阀——③保证系统在一定的压力下运行,当高于规定压力时,能及时打开排放蒸汽,使压力下降至规定值时,能自动关闭,是很重要的安全附件。铅直安装在最高位置,排放管总面积是安全阀的1.25倍,需劳动部门校验。开启压力高于设定压力0.2、0.4kg/cm2。2只。根据要求安全阀排汽管嘴低处必须安装排水管。

4. 放散阀——排放汽包内的空气,也可排放多余的蒸汽,主要用于开炉和停炉时。

5. 主汽阀——产生的蒸汽由主汽阀供往蒸汽分配器供给用户使用。可自动调节也可手动调节。

6. 排污阀——④有定期和连续排污两种。作用排去炉内存水,运行时为保证运行安全,按炉水品质要求排去高浓度炉水,使炉水保持正常。同一只汽包最少安装2只排污阀。

7. 给水装置——⑤随时供给汽包足够的合格软水,有间断给水和连续给水两种,使水位保持正常水平。(1、2、3、6、7称为五大安全附件,如其中之一损坏失效,即要立即紧急停炉。

8. 高低水位、高低压力报警装置——当水位及蒸汽压力压力高于或低于规定值时,会发出报警提醒值班人员注意,避免发生事故,注意不能关闭。

六、 汽包内部装置

1. 缝隙式挡板:上升管汽水混合物进入汽包后冲击在钢板上,消除冲击力动能,也是一次分离元件,把水汽初步分开,水向下汽向上流动。

2. 汽水分离装置:是蒸汽和水分离的重要装置,不同的结构有不同的分离效果,主要是使带水蒸汽多次改变方向,水滴垂下落,汽向上。

3. 给水管:使给水均匀分布在汽包中,使汽包内水的流动不致因冷热不均而变化。

4. 表面排污管;定期排污管,保证锅炉运行良好,使炉水正常,根据炉水化验情况决定排污次数,定排一般每班1~2次,表排视炉水化验情况而定。

5. 下降管挡板:能使下降管中的水能充满整个水管,不会形成涡流。

七、 水质及水质处理

余热锅炉给水的要求:符合低压锅炉水质要求。

一般的江、河、湖水中均含有杂质、污垢及各种盐类物质,特别海水中,含盐量就更大,其中Ca+、Mg+离子的盐类容易受热后生成会沉淀的碳酸盐类,生成水垢。它的导热系数很差,尽管有水流动,但带不走管子受烟气的热量,使管外壁温度升高,引起管子烧坏、弯曲、裂纹,缩短了寿命。另外还会引起的腐蚀:有化学腐蚀、氧腐蚀等都会对受热面及汽包内壁造成不利的影响,所以锅炉的给水要经过软化处理,对大于10t/h产汽量的锅炉来讲,给水最好要除氧。我们采用的软化水处理设备是TMFB全自动软化器,全套共2台,它可以自动完成还原、再生过程,自动运行。它每小时能产生软水10t/h,出水硬度≤1.5PPM,完全能满足低压锅炉给水水质的要求。

软化器的基本原理是:硬水(自来水等,如其中悬浮物太多,还要经过过滤器,才能进入软化器。)进入经过还原的软化器后,硬水中的Ca+、Mg+等易产生水垢的物质被软化器中的732#阳离子树脂表面所含的Na+离子所置换,即Ca+、Mg+离子被732#阳离子树脂吸附,它本身表面吸附的N a+离子进入水中,使硬水变成能生成溶介盐的Na+盐,这类不会生成水垢的水就称为软水,732树脂经多次使用后,当其表面的N a+离子不能被继续置换时,则软化器失效,此时,软化器必须进行还原再生后,才能使用。

还原再生,主要是用Nacl溶液,通过失效的732树脂层(若有垃圾需过滤干净),利用Nacl中的Na+离子,将732树脂表面的Ca+、Mg+等易生成不溶性水垢的离子置换出来,经过不断冲洗(有的方法是浸泡2小时)后再多次正冲、反冲、排污,将置换出来的带有Ca+、Mg+离子的水排入地沟。经此过程732树脂还原再生后,又可继续使用。二套设备,一用一备,全自动控制。平时只要注意随时加入食盐(没有垃圾)即可,食盐的浓度一般为6~8°左右(按梅氏盐水浓度计),操作人员也可自己掌握经多次摸索,找出最佳浓度,以便能节约用盐量。

由于我们采用的是阳离子处理软水,故炉水带有一定的碱性(钠盐受热分解成NaOH),一般炉水碱度控制在400~600PPM,氯根控制在400PPM以下,若碱度和氯根过高,可以采用加大排污量来控制,或者稍开一些表面排污阀,总之要保证炉水在规定的范围内,以便安全运行。《1毫克当量/升=50PPM》

八、试压

余热锅炉安装完毕后,或每次经过检修后,都必须进行水压试验。水压试验规定为:

工作压力≤0.6MPa时,试验压力=1.5P工作压力

工作压力=0.6~1.2MPa时,试验压力=工作压力+0.3MPa

工作压力≥1.2MPa时,试验压力=1.25P工作压力。

试验时,当水压升至近0.3MPa左右时,先停止升压。经检查无渗漏时,再继续升至试验压力,至少保压5分钟无渗漏,再降压至工作压力。详细检查所有焊接、法兰接口、人孔盖等处,无渗漏时方可结束。

九、煮炉

余热锅炉安装后,为了清除系统管道内侧表面上的铁锈、油污、杂质和水垢等,开炉前最好应进行化学清洗和煮炉。

一般煮炉需采用加药进行,即加入碱和磷酸三钠。一般每立方炉水加入2~5kg。(视铁锈等情况)

若铁锈较少,油污等杂质均很少时也可不加药煮炉。

过程为加药(或不加药)同时加入软水至中水位。在升温过程中,缓慢升压至工作压力,并排污和多次换水,最终使炉水达到标准状况。这总的过程大约需要24小时左右。

注意:

1. 在煮炉过程中注意余热炉各部分膨胀情况,水位保持正常。

2. 在补水、换水过程中应用软水,并缓慢进行。

3. 每隔3~4小时,取样分析水中碱度和氯根,若已趋于正常,则煮炉结束。

十、酸洗清垢

排管式余热锅炉使用多年后,若排管内壁积有较厚水垢时,即应进行水垢去除工作。该余热锅炉只能进行化学清垢,可以请专门的队伍进行,也可以自己在工作停产检修时进行,具体过程如下:

1.盐酸溶液配制:

当水垢厚度为1mm时,盐酸溶液浓度为4%

当水垢厚度为2mm时,盐酸溶液浓度为5%,浓度不得超过5%

①  计算整个余热锅炉的总容积:即包括汽包、排管、上升、下降管容积的总合。

② 举例:若总容积为10吨,水垢厚度为1mm时,需用工业盐酸=10000公斤×4%÷31%≈1300公斤

2.“02缓蚀剂”配方:

① 300公斤工业盐酸中加入一份“02缓蚀剂”

② “02缓蚀剂”配方及配制顺序:在缸中放入20公斤开水→加入1公斤工业盐酸→加入1公斤苯胺→最后加入1公斤甲醛,在整个配制过程中,必须缓慢加入,并不断用木棒搅拌,最后直至颜色呈棕红色。

③ 以上为例:1300公斤工业盐酸中需用”02缓蚀剂”的数量为1300÷300≈4.3份。即开水20×4.3=86公斤→4.3公斤工业盐酸→4.3公斤苯胺→4.3公斤甲醛。

注意:配制“02”时,次序不可搞错。

3.酸洗过程:

① 放尽汽包及排管内存水。

② 打开人孔门,将汽包内垃圾及杂质清除干净。

③ 取下安全阀及放散阀,将加热蒸汽管及循环泵出口φ2"橡皮管从二接口接入汽包并扎牢后关闭人孔门,

④ 预先取大、小缸二只,埋入地下,接好循环泵(从缸内抽酸液打进汽包,从排管排污口接好φ2"橡皮管接至缸内。

⑤ 向汽包进软水,同时排污阀向缸排水,开循环泵,缓慢向缸内加入工业盐酸,并缓慢的用小勺向缸内加入同时配好的“02缓蚀剂”,直至工业盐酸和“02缓蚀剂”同时加光。

⑥ 不断调节缸内液位不使满出或抽空。

⑦ 在循环过程中,用滴定法(酚酞试液)测定盐酸浓度。若浓度不再变化时,则说明水垢己清除干净(整个循环过程约4小时左右)整个过程中,需对溶液加热至70℃左右,以无泡沫冒出为准。

⑧ 放掉所有液体,打开人孔门,用自来水冲洗汽包,并清除汽包内杂物,污垢后再进水,用循环泵反复冲掉排管内垃圾、污垢。

⑨ 配制0.3%的纯碱溶液,同酸洗一样,循环1~2小时,再放掉碱溶液,后再清洗汽包,循环冲洗各排管内的污垢,直至清洁为止。

⑩ 恢复原状,准备投入使用。

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