工业窑炉烟气余热蒸汽锅炉

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工业窑炉烟气余热蒸汽锅炉

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，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系统在一定的压力下运行，当规定压力时，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。开启压力设定压力0.2、0.4kg/cm2。2只。根据要求安全阀排汽管嘴低处安装排水管。
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，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，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→后加入1公斤甲醛，在整个配制过程中，缓慢加入，并不断用木棒搅拌，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。</a>