一、锅炉定义及分类:
锅炉是利用燃料燃烧所释放出的热量或工业产生中的余热,生产蒸汽或热水的设备。由于我国的锅炉种类繁多,很难用统一进行分类,以下介绍工业锅炉常用的几种分类方法。
(1)按用途分类:有电站锅炉、工业锅炉和生活用炉。
(2) 按输出介质分类:有蒸汽锅炉、热水锅炉和汽水两用锅炉。
(3) 按燃料分类:有燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。
(4) 按蒸发量分类:有小型锅炉(蒸发量小于20T/h)中型锅炉(蒸发量为20-75T/h)和小型锅炉(蒸发量大于75T/h)
(5) 按压力分类有:低压锅炉(工作压力不大于2.5兆帕)和高压锅炉(工作压力为8.0-11.0兆帕)。
二、锅炉供热系统的水汽循环:
水循环对锅炉安全运行具有很重要的意义。锅炉金属受热在高温状态下工作。如果没有连续不断的水汽混合物冷却,则管避温度会很快升高,当温度超过了管子金属的耐热极限时,管避就有可能发生鼓包和蠕变严重时经过处理。管避就会结生水垢,从而破坏锅炉水循环。这就是为什么所有锅炉都应安装软化水装置的道理。
三、锅炉给水水质的不良对锅炉的危害:
水质不良,是指给水中含有较多的有害杂质,这种水如果不经过任何处理,将会带来以下危害。
(1) 结垢:
水在锅炉内受热后沸腾蒸发的结果,为水中的杂质提供了化学反应和不断浓缩的条件。当这些杂质在锅水中达到饱和时,便有固体物质析出。所析出的固体物体,如果悬浮在锅水中,就称为水渣;如果牢固地附着在受热面上,则称为水垢。人们称水垢为锅炉的“百害之源”,关键是水垢的导热性太差。锅炉钢板的导热系数约为40-50千卡/米·小时·℃,而水垢的导热系数要比锅炉钢板小数十倍到数百倍。这样就会造成锅炉出力下降。如果锅炉结有水垢,又要保持一定的出力(工作压力和蒸发量)。这样只有增加火侧的温度才行,水垢越厚,导热系数越差,锅炉火侧的温度就得越高。国家试验数据,对于工作压力为1.4MPa的锅炉,火侧温度在900~1200℃之间,水侧的温度为197℃,没有结水垢时的钢板温度只有215~250℃。同样的锅炉,当锅板结有0.8-1.0毫米水垢后,锅板温度比无垢时提高了134~160℃。20﹟锅板当达到315℃时,金属的各种塑性指标开始下降,当达到450℃,金属就会因过热而蠕动变形。因此水处理不好,锅炉结生水垢,是很容易是锅炉金属燃损的。
据统计仅东北三省,每年因燃损,报废的锅炉就达1000多台。长春一家锅炉修造厂统计,每年大修的锅炉中有60%是因水垢烧坏的。吉林省某县的一个化肥厂,没进行水处理之前,几乎每年都要烧坏一台4吨/小时的快装锅炉,诸如上述的例子是很多的。
(2) 大量浪费燃料。
试验证明当锅炉结有水垢时,对于工作压力为1.4MPa的锅炉结生1毫米的水垢,可浪费燃料8%据统计,仅东北三省,每年因锅炉结垢浪费的煤炭就达200多万吨。
(3) 降低出力:
当锅炉蒸发面结有水垢时,火侧的热量不能很快传递给水侧就会降低锅炉的出力,如果化肥厂因水处理不好,锅炉结垢,使锅炉蒸发能力降低了三分之一,因供气不足自动作业线不能开车,造成全厂停产。
(4) 增加锅炉检修量。
锅炉板或管道结有水垢以后,非常难以清除,特别是由于水垢引起锅炉的泄漏,裂纹,折损,变形,腐蚀
等病害。不仅损害了锅炉,而且耗费大量人力,物力去检修,不但缩短了运行的时间,也增加了检修费用。如山西吕梁市一饭店,因没搞水处理,锅炉两年多报废一台,每年还得停炉检修,一个多月,自从上了离子交换软水设备后,锅炉已安全运行了五年,每年只做一些例行检修,保养。
(5) 危及安全
锅炉因水垢引起的事故,占锅炉事故总数的20%以上,不但造成设备损失,也威胁着人身安全。
据美国统计资料介绍,锅炉进行水处理,从全局讲是“一本万利”的事,而水处理的基建和运行费用,之占各项节约费用的四分之一。
锅炉水处理的方法一、是加药处理法,二、是采用软化水设备。那么二者有什么不同呢?
加药处理法就是通过向锅炉给水加一定数量的软水剂也称除垢剂,阻垢剂。使锅炉给水中的结垢物质转变成水渣,然后通过排污将其从锅内排出,从而达到减缓水垢结成的目的。这种水处理的好处是投资小,成本低。但是不足之处主要有(1)必须对症下药:即一定要做到什么样的水质,选择什么样的药剂。(2)必须量水投药:按上水的数量和质量,投加一定数量的药剂,切不可多投或少投。(3)必须科学排污:一定要按照化验结果进行科学的排污。(4)必须严格监督:一定要严格地监督锅水的品质,以指导加药和排污作业。苏联曾建议在1.5MPa以下的锅炉,都可以采用加药处理法,但其前提条件是:没有水冷壁管;在运行中能保证可靠地排除锅内形成的水渣,而不会影响运行安全;使用单位对锅炉蒸汽质量要求的不高等。
锅炉进水加药处理时限制给水总硬度≤3.5毫克当量/升。这要求锅炉需定期清洗,保证热强度最大的受热面上每年可结水垢厚度不超过0.5毫米。如果给水硬度再大,锅炉的安全经济运行就较难保证了。
采用软化水装置供水(一般采用离子交换法),限定的给水硬度可达0.03毫克当量/升,在锅炉定期清洗的情况下,能保证热强度最大受热面上每年积垢不超过0.1毫米,就国产离子交换树脂和软化设备来讲,也完全能够满足这一要求,但国产设备对设备操作人员的要求比较高,如果操作不当,或用水波动大时及不容易达到这一指标。针对这一难题国外在20世纪已开发出利用凸轮杆控制阀板开闭的多路阀式软化水发生装置,由于些类设备运行→再生过程全自动定时运行动作。该方式产水量稳定。价格便宜,易于操作。很快得到广泛采用。
针对国内软化水装备良莠不齐,设备操作人员整体水平较低的问题,美华达水处理技术服务中心,华清洁水事业部引进了代表世界软化水装置最高水平的。美国通用电气GE/OSMONICS公司,Autotrol及Pentair、FLECK多路阀体。依托首都的智能优势与多家科研院所合作,开发出适合国内用户的软水产品。YMDT的全自动软水器采用定时,定量控制,所有工作状态:产水-反选-还原-置换-清洗-盐箱补水等过程。设备自动进行,无需人工干涉,操作人员仅需定期检查是否有足量用于再生还原的盐即可。设备再生不需要盐泵,阀体内部按有喷射器,靠供水水压即可将盐吸入,降低了设备消耗,寿命也有所提高。为响应大流量客户的需求,YMDT公司华清洁水事业部最新开发了大流量分立阀系统。
该系统主要采用国外原装分配器和控制器为核心部件,控制多个阀全自动运行,更适合工业生产等,大流量用水需求。控制系统可以实现多罐同时运行,多用一备系统。也可组成串联系统。以处理高硬度水,产品采用金属管道,ABS或PVC材质。进出水管径可达6〃以上,配用罐体直径可达3000㎜以上,单罐最大产水量可达150立方米/每小时.系统产水量最大可达150立方米/每小时以上。
四、 YMDT全自动软水器特点:
1.
多路阀采用美国GE-Autotrol(阿图祖)公司及FLECK(富莱克)公司原装进口多路阀及相关控制系统。产品稳定可靠,性价比高,再国内市场已广泛应用于锅炉,空调等行业数十万家用户。
2. 自动化程度高。
全自动软水器经过初期安装调试后,只需人工定期添加再生用盐,就可以再全自动的条件下实现连续产水,节省大量人力和物力。设备多采用流量控制系统,数字化显示界面会让客户对设备情况一幕了然。
3. 工作交换容量大,盐耗低。
常用的手动设备,工作人员的操作水平直接影响交换容量,盐耗两项指标的高低,设备的工作容量较低(400-500克当量/立方米树脂),而盐耗较高(300-400克/克当量)。
全自动软化水设备,由于避免了人为因素的影响,实现了严格的自动控制,一般可使树脂交换容量达到1000克当量/立方米左右,而盐耗可小于100克/克当量。
4. 电耗低。
常用的手动设备至少需一台盐泵,而且经常出现腐蚀问题,维护工作量也很大,直接影响设备的安全稳定运行。而全自动设备不需盐泵,电耗<20W
5. 结构合理,安装方便。
传统手动设备占地面积较大,设备较重,安装需要特殊的土建基础。而全自动设备整体设计合理,占地面积于传统设备相比大大减少,轻体结构又使设备安装方便,可根据现场条件灵活布置。
6. 性能可靠,运行稳定。
从多年的实际应用情况来看,美国全自动软化水设备运行性能稳定,动作灵敏可靠。还从未发生过异常情况。加上本公司丰富的设计及实践经验,完善的售后服务,更使设备处于良好的运行状态。
五、 全自动软化水器常用参数计算:
1. 交换能力是指树脂与硬水反应的离子交换能力。通常每升树脂的经济交换能力为1克当量。
2. 工作周期产水量的计算:
周期产水量指软水设备再生后,产出合格水量的多少。
工作周期产水量(立方米)=交换能力(gn)/原水硬度(mgn/L)
也就是说工作周期产水量(立方米)=设备树脂装填量(L)/原水硬度
例如直径1000㎜的罐体,装填树脂量1000L交换能力1000gn
当原水硬度为4mgn/L时,每工作周期产水量为1000/4=250吨
3. 周期盐耗计算:
指每再生一次耗盐量多少、
盐耗(㎏)=树脂装填质量(㎏)×0.15
4.
树脂:本公司配备树脂通常为英标PUROLITE001×7强酸型,苯乙烯阳离子交换树脂(飘来特001×7),此种树脂,有效交换容量大于1000gn/L树脂颗粒均匀强度好,不易破碎寿命长,通常年补充率为5-10%即可,
六、 软化水系统应用的场合:
1.
热水锅炉用水:软化水设备的最大用户是市政、小区、工业、厂区的供暖锅炉房,现在中国大多数的供暖锅炉房仍然在使用老式的国产软水设备。他们每年4至6月都要组织锅炉房设备的年检、维修。有很多老式软化水设备因腐蚀损坏,或出水不合格而等待更换。
2.
蒸汽锅炉用水:大多数工业制造、矿业、治金,石油化工等企业的蒸汽锅炉是24小时连续运行的。而老式的软化水设备因操作人员技术水平不高。很多已经结有水垢。很多老式的软水设备根本达不到蒸汽锅炉要求的0.03mgn/L
3. 换热器补水,很多工厂的供热交换站都还根本没有软化水设备
4. 空调循环水,补水。很多大型公共建筑的中央空调,用软水来补水,可提高制冷效率。
5. 冷却循环水。工厂里的冷却塔。
6.
超滤反渗透预处理。饮食行业,茶楼。酒店。用经过软化的水过滤后给客人泡茶。泡出的茶口感更好,洗浴行业用经过软化水对人的皮肤有好处,皮肤会更加白皙,洗衣房用软化水后,洗衣粉的用量很少,洗出的衣服更鲜艳,而对于纺织,电子,化工,医药等行业,因对水的要求更高,我们的设备可做超滤、反渗透的预处理的砂滤,炭滤、软化。
注意 ,用水水量的选择:蒸汽锅炉一般按锅炉蒸发量的1.2-1.5倍与设备产水能力匹配,其他如热水炉或空调等,按小时实际用水匹配,
七、 YMDT软化水设备的技术参数:
1. 原水硬度<12㎎/L,当原水硬度>8㎎N/L时,应事先声明。
公司最新引进的Pentair(奔泰来)ProFlosE(5000)型高硬度控制阀可用于高硬度水的软化(20㎎N/L)最大出水可达6T/h
2. 出水硬度<0.03㎎N/L(达到国家低压锅炉水质标准)GB1576-2001要求。
3. 工作水压0.20~0.5MPa(建议大于0.25MPa)
4. 工作电压~220v 50Hz(电压波动超过5%时,应采用稳压处理)
5. 工作温度0~50℃。
6. 原水浊度<5(原水含砂偏高时应加装过滤器)
7. 盐耗量<100㎎/N(与原水硬度有关)
8. 其他消耗 水耗~2%电耗<30W
八、 软化水设备的安装要求及特点。
1.
用户应满足,进水管上装有压力表;并提供不低于0.25MPa的稳定流动水压;并保证水质达到设备的使用要求。(尤其注意悬浮物颗粒,细小的硬质颗粒极易对设备产水不可修复的损伤);设备运行时有冲洗水排出,应就近设置地漏或排水沟。
2. 因设备本身较轻,一般场地只需考虑设备所装树脂及水的重量即可。
3. 进.出水管为标准法兰或螺纹连接,需固定支撑好,不能依托阀体做支撑,以防产生压力。
4. 电源应有良好接地保护措施,应装有保险丝或空气开关电压波动不要超过5%,否则易损坏马达及电机。
九、 树脂知识
我国常用的001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂,交联度为7%产品旧型号为732。外观为棕黄色至棕褐色球状颗粒;出厂型式钠型;含水量45~55%;粒度0.3~1.2毫米%(16~50目)阳离子交换树脂钠型在120℃以下,使用是安全的,生产中如有条件适当提高系统的温度,对树脂的交换再生等过程是有利的但不要超出设备准许的温度。
树脂的“中毒”:指树脂被污染,
1. 被铁污染的树脂,从外观上看,颜色明显变深,变暗,呈暗红褐色或黑色。树脂强度变低,工作中产水量明显减少,再生困难,
污染原因可能是水源水含铁量高(>0.3毫克/升)或钢制老式水处理设备防腐不良或干脆没防腐而引起的
预防措施:对含铁高的水源水,不能直接进入交换器,而必须先进行除铁处理后,方可进行离子交换。
2. 活性余氯的污染。
水源水余氯过高(>0.5毫克/升)会造成树脂结构的破坏,“中毒”后树脂颜色明显变浅,透明度增加,体积增大,强度急驻下降。树脂破碎,但树脂交换容量初期并不降低。
主要危害:被活性余氯污染严重的树脂,将全部报废。
预防措施:当来水活性余氯超标时(>0.3毫克/升)时。可以在EMDT交换器前设置EMDT活性炭过滤器,或向来水中投加亚硫酸钠,以除去水中活性余氯.
十用户须知:
①用户提供原水水压、用水量、水质资料及用水条件以便本公司推荐适宜
的设备,对有特殊要求的用户,公司可提供专门设计。
②罐体一般为玻璃钢,直径1500mm及以上的罐体可采用碳钢衬胶,有特殊要求可专门订做。
③为减少分销商及用户在现场的安装工作量,本公司的小流量软化水设备采用出厂预装配方式。出厂时控制部分、多路阀、罐体及其它阀门、相关管路等全部预装完毕,并根据用户用水情况进行参数的设定。这样用户在收到设备后,只需将进出口管路安装好,通上电源当即就可使用,轻松方便。
④设备出水硬度≤0.03mgN/L;
⑤设备工作压力0.2—0.6Mpa(高于0.6应装减压阀,低于0.2应加管道泵加压);设备工作温度5—50℃;
⑥设备工作电压220V,50HZ,设备应有接零或接地保护。
⑦产水量60T/h以下用多路阀,60T/h以上采用分立阀。
⑧设备控制方式有;时间型、流量型单罐、多罐一用一备或同时运行分别再生。
⑨阀体材料;高强度工程塑料或铜合金。
⑩目前公司出品的标准系统均为顺流再生固定床,是针对进水硬度≤8mgN/L而开发的。由于不同地区水质有较大区别,为了适应更复杂的水质,进一步降低盐耗,本公司针对180、172、182阀体开发了逆流再生系统。在设备基本配置无太大变化,不改变阀体本身结构、不改变主控系统的前提下实现逆流再生流程,当进水波动时可以达到更好的出水水质。
十一、设备特点及应用领域;
①设备特点:
★全自动:水质软化过程自动化
★设计合理:树脂高效工作,交换容量大。
★省工:无需专人操作,安装简便。
★省水:水的利用率高达98﹪以上。
★省电;由于采用虹吸原理,再生无需盐泵。
★调整方便;可根据需要随时调整再生周期和时间。
★无毒:阀体为无铅黄铜或工程塑料,完全可以应用于食品及医药行业。
②应用领域;
★ YMDT全自动砂滤、碳滤设备主要应用于食品医药行业反渗透、EDI的第一级预处理。
★YMDT软化水设备应用在;工业及民用锅炉补给水、空调用水、冷却循环水、食品加工用水、造纸用水、电厂等锅炉补给水的预脱盐处理、作为反渗透装置、EDI装置的第二级预处理。
★YMDT反渗透设备;我们可以提供以下品牌反渗透膜;海德能/Hydranantics、陶氏/DOW、世韩/CSM;应用在食品、医药、电子等工业中纯水、超纯水的制备;轻纺、化工用水的净化与制备;食品饮料用水、酿酒工艺用水的净化;作为高纯水生产的一级除盐设备。
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