蒸汽鍋爐給水和爐水的運(yùn)行管理

必須明確蒸汽鍋爐的運(yùn)行管理的目的首要原則是安全運(yùn)行。次要原則是確保最大燃燒和熱傳導(dǎo)效率。同時(shí)最少的維修工作和成本。以保證整個(gè)蒸汽鍋爐房設(shè)備和蒸汽系統(tǒng)的工作壽命盡可能長。

鍋爐中用于產(chǎn)生蒸汽的水的質(zhì)量對(duì)滿足這些目的有深遠(yuǎn)的影響。鍋爐要求在嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)行:

不結(jié)水垢–如果水中出現(xiàn)水垢而且不用化學(xué)的方法控制，這時(shí)加熱表面就會(huì)結(jié)垢，降低傳熱和效率–就必須頻繁清洗鍋爐。在極端情況下，局部發(fā)生過熱，導(dǎo)致機(jī)械損壞甚至管子破裂。

無腐蝕和化學(xué)侵蝕–如果水中溶解了氣體，特別是氧氣，鍋爐換熱表面，管道和其它設(shè)備就很可能發(fā)生腐蝕。

如果水中的PH值太低，酸溶液將侵蝕金屬表面。如果PH值太高，水是堿性的，就可能發(fā)生其它問題如發(fā)泡。

必須防止腐蝕性脆化或腐蝕裂紋以避免金屬失效。脆化和裂紋是氫氧化鈉濃度太高引起的。老式的鉚接鍋爐更容易受到這種破壞的影響，但是在現(xiàn)代焊接鍋爐的管端仍然要小心這個(gè)問題。

如果鍋爐給水中的雜質(zhì)不能被適當(dāng)?shù)奶幚?，就?huì)發(fā)生爐水?dāng)y帶使鍋爐水進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)。這樣就會(huì)導(dǎo)致蒸汽系統(tǒng)很多問題，如：控制閥表面污染–影響控制閥的工作并降低排量。污染過程設(shè)備的換熱表面–增加熱阻，減少傳熱效率。阻塞疏水閥排放孔–減少疏水閥排量，而且最終導(dǎo)致設(shè)備積水，降低輸出。

蒸汽帶水由兩個(gè)因素引起的，其中汽水共騰是爐水噴涌到蒸汽出口，一般是由于一定原因造成，運(yùn)行的鍋爐水位太高；鍋爐運(yùn)行壓力比設(shè)計(jì)壓力低，因而增加了離開水表面的蒸汽的比容和流速；過多的蒸汽需求。

而爐水發(fā)泡是指在鍋爐水面和蒸汽出口之間形成泡沫。泡沫越多，發(fā)生的問題越多。典型的鍋爐發(fā)泡的跡象和后果包含水從玻璃管水位計(jì)的蒸汽連接處滴流落下，使得很難準(zhǔn)確確定水位。水位探頭，浮球和差壓室很難準(zhǔn)確確定水位。

? 聽見報(bào)警，而且燃燒器甚至可能‘聯(lián)鎖’。在重新啟動(dòng)前需要人工在鍋爐控制面板上重新設(shè)定。

由于鍋爐內(nèi)發(fā)泡這些問題可能完全或部分發(fā)生。但是因?yàn)榘l(fā)泡是鍋爐水所獨(dú)有的特性，要更好的理解發(fā)泡本身需要表面的定義–一杯啤酒的泡沫在液體的頂部，液體與泡沫的接觸面可清楚的分開。在沸騰的液體中，液體表面是模糊的，不斷變化的，由于容器底部的一些小蒸汽泡到頂部變成了大蒸汽泡。

攪動(dòng)增加發(fā)泡–對(duì)給定的蒸發(fā)量越小的鍋爐越容易發(fā)生。較小的鍋爐水的表面積較少，每平方米水表面積釋放蒸汽的速率增加。這就意味著水表面的攪動(dòng)更劇烈。因此較小的鍋爐更容易發(fā)泡。

硬度–硬水不發(fā)泡。但是鍋爐水必須軟化以防形成水垢，因此更傾向于發(fā)泡。

膠狀物質(zhì)–爐水的污染物，帶懸浮膠體的爐水，例如牛奶，會(huì)造成劇烈的發(fā)泡。注意：膠體顆粒的直徑小于0.0001mm，能夠通過標(biāo)準(zhǔn)的過濾器。

TDS濃度–隨著爐水TDS濃度的增加，蒸汽泡變得更穩(wěn)定，而且更不容易破裂和分離。

防止蒸汽帶水的措施

使用一定的辦法可使?fàn)t水發(fā)泡降到最少，加強(qiáng)鍋爐的平穩(wěn)運(yùn)行非常重要。在恒定負(fù)荷和在設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)的鍋爐運(yùn)行，鍋爐攜帶的水分可減少2%。

如果負(fù)荷大幅快速的變化，爐內(nèi)的壓力大幅下降，由于鍋爐內(nèi)閃蒸蒸汽開始極端擾動(dòng)的工況。更糟糕的是，壓力的降低意味著蒸汽的比容增加，泡沫的泡成比例的增大。

如果設(shè)備的情況就是如此，實(shí)際負(fù)荷的變化是正常的，必須謹(jǐn)慎的考慮解決辦法。如果鍋爐現(xiàn)裝備的是開關(guān)水位控制，那就要考慮用連續(xù)比例調(diào)節(jié)的水位控制。

‘溢流’控制，限制鍋爐壓力允許下降的程度，優(yōu)先保證蒸汽鍋爐的蒸發(fā)和運(yùn)行壓力而不是負(fù)載需求，典型的方法是使用一個(gè)蒸汽蓄熱器；使用‘前饋’控制，使鍋爐在帶負(fù)荷前升到最大運(yùn)行壓力。蒸汽鍋爐出口采用‘慢開’控制，在預(yù)先確定的期間內(nèi)使設(shè)備在線。

化學(xué)控制的方法是使用抗發(fā)泡藥劑添加到爐水。它們可使泡沫氣泡破裂。但這些藥劑對(duì)由懸浮物引起的發(fā)泡無效。TDS控制–必須權(quán)衡，一方面提高高TDS以及伴隨而來的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。另外一方面要降低低TDS，使發(fā)泡最小化。

蒸汽鍋爐給水和爐水控制不好會(huì)導(dǎo)致安全問題，由于結(jié)垢導(dǎo)致過熱，和由于溶解氣體產(chǎn)生腐蝕的危險(xiǎn)很容易理解。在極端情況下，發(fā)泡，結(jié)垢和形成沉渣能導(dǎo)致鍋爐水位控制裝置感應(yīng)不正確的水位，可能對(duì)人員和制程產(chǎn)生危險(xiǎn)。