一種熱水鍋爐鍋內污物防沉積裝置

李念國 孫 光

（山東省特種設備檢驗研究院棗莊分院 棗莊 277800 ）

熱水鍋爐運行中發生鍋殼鼓包或水冷壁爆管，主要因素是熱水鍋爐運行中底部沉積了大量污物。鍋殼式臥式外燃熱水鍋爐嚴重積渣后會造成鍋殼鼓包，而水管臥式外燃熱水鍋爐嚴重積渣后則會發生受熱面管過熱損壞。TSG G0001-2012《鍋爐安全技術監察規程》第10 章“熱水鍋爐及系統”中規定：鍋殼式臥式外燃鍋爐，設計、制造單位應當采取技術措施解決管板裂紋或者泄漏以及鍋殼鼓包問題。熱水鍋爐鍋內多采用自然循環，其循環流速低的特點是污物在鍋內產生自然沉降的原因，作者曾對0.7 ～2.8MW 在用鍋殼熱水鍋爐的鍋水在鍋筒縱截面水的流速進行過計算，其流速在5 ～10mm/s，接近于平流沉淀池流體規定速度10 ～25mm/s 的下限[1]；鍋外直接或間接供熱形式都會使鍋外循環水中的污物連續地流入鍋筒而發生沉淀，鍋筒底部污物沉積量達到一定量就會因鋼板過熱發生鼓包。熱水鍋爐循環水中的雜質成分不同于蒸汽鍋爐鍋水中的雜質，其性質差別很大。而國內熱水鍋爐的排污方式卻多年來一直采用蒸汽鍋爐的定期排污裝置，雖然熱水鍋爐在供暖回水總管道最低處加裝了除污器卻效果甚微，這種管道除污器一是網眼大（據查達到幾個毫米級以上）；二是除污器流通截面小，回路中的污物在高速流動中不能在些除污器中發生沉淀和過濾，有關鍋爐技術資料規定[2]，對于0.7 ～7MW熱水鍋爐出、回水管道流速一般設計在2.3～3.0m/s。蒸汽鍋爐的鍋水經蒸發濃縮后的沉積物主要是無機鹽類，可以通過檢測鍋水中的電導率、總堿度或氯離子含量確定是否達到了排污標準。而熱水鍋爐的鍋水因基本不存在鍋水的蒸發濃縮現象，因而鍋水中的電導率、氯離子和總堿度在鍋爐運行中變化不大，熱水鍋爐往往排污時機難以把握導致了污物沉積。所以，研制一種適合熱水鍋爐用的排污裝置顯得很有必要。

1 熱水鍋爐污物防沉積裝置的構成及作用

對于熱水鍋爐，污物在沉淀過程中連續去除應是有效方法。本文中的熱水鍋爐污物沉積防止裝置（見圖1 中實線部分）由設在鍋筒下部的輻射式吸污長管、排污連接管、沉降式除污器、管式過濾器和連接到循環泵入口的管路以及用以鍋內沉積物反沖洗管路組成。輻射狀吸污長管，這種結構有利于對污物大范圍的吸入以及反沖洗時對鍋內沉積物的攪拌，吸污管的固定方式后部采用的是可動式支撐、前部采用排污口插入式固定方式，從而使進、出鍋筒及拆裝便捷；沉淀式除污器可選擇球型或錐型結構，以利于污物沉淀和排放，在除污器中下部設有玻璃視鏡，以便觀察器內液體流動與污物沉積情況；管式過濾器，是對未經沉降的雜質進一步過濾，并對循環泵起到保護作用。管式過濾器有Y 型、T 型和自動反沖洗型多種，有條件的單位可選用自動反沖洗型，如上海實華機械設備制造有限公司產的管徑DN50、網眼50 ～100 目的碳鋼制造的自動反沖洗過濾器售價人民幣700 元左右。熱水鍋爐污物沉積防止裝置流程簡圖如圖1 所示。

圖1 熱水鍋爐污物沉積防止裝置簡圖

2 裝置使用及注意事項

為了發揮本裝置的作用，熱水鍋爐循環泵運轉時就應啟用本裝置，并使裝置中的反沖洗管路處于關閉狀態。在裝置首次使用時應通過調節圖1 中的調節閥，使球型沉淀除污器中心截面液體流速處于10 ～25 mm/s 沉淀狀態，在運行中應通過觀察沉淀式除污器下部視鏡來了解污物沉積情況及沉積量，以便精調流速和清除器內污物，積存污物的清除方法是開啟除污器下部放污管上的放污閥。管式過濾器內污物的清理時機和方式，可根據所選過濾器的型式、進、出水壓差（一般在進出水壓差大于0.02MPa 時）對濾芯進行清洗）進行人工或自動清洗。裝置中的反沖洗管路是在本裝置停用時間較長后使用，此時污物已在鍋內發生沉淀，為將鍋內污物清除，應先開啟裝置中通向鍋筒底部的反沖洗管路三通閥，關閉通向球型沉淀除污器的管路，利用循環泵出口帶有壓力的循環水通往鍋內底部以便將沉積物充分攪拌，之后快速關閉反沖洗管路并打開循環管路達到連續除污凈化運行。

3 與定期排污裝置相比具有以下優點

1）在污物沉淀中連續除污，使熱水鍋爐在鍋內無沉積物或僅少量沉積物狀態下運行，有效避免了鍋筒鼓包或爐管堵塞事故；

2）節熱、節水，鍋爐能效高；

3）鍋內新增裝置結構簡單，拆裝方便，不影響鍋內水循環。

4 結束語

為有效減少熱水鍋爐鍋內沉積物，提高鍋爐受熱面傳熱效果，避免鍋爐鼓包事故，這種熱水鍋爐污物沉積防止裝置不失為一種有效方法。這種裝置的投用，有望改善當前熱水鍋爐安全與節能狀況。該裝置已獲得國家實用新型專利授權。

[1] 李培元，等.火力發電廠水處理及水質控制[M].北京:中國電力出版社，1999.

[2] 吳來興，吳文浩，等.工業鍋爐技術管理手冊[M].沈陽:東北工學院出版社，1987.32 部分:起重機械技術條件[S].

[3] GB 14050-2008系統接地的型式及安全技術要求[S].

[4] GB/T 4776-2008電氣安全術語[S].

[5] GB 16895.3-2004 建筑物電氣裝置第5-54 部分：電氣設備的選擇和安裝接地配置、保護導體和保護聯結導體[S].

[6] GB 13955-2005 剩余電流動作保護裝置安裝和運行[S].

[7] GB 6067.1-2010 起重機械安全規程 第1部分：總則[S].

[8] GB/T 3811-2008 起重機械設計規范[S].

[9] GB 50055-2011 通用用電設備配電設計規范[S].

[10] 趙國.起重機械電氣安全技術檢驗[M].大連：大連理工大學出版社，2008.

[11]傅德源.實用起重機電氣技術手冊[M].北京：機械工業出版社，2011.

[12] 杜松懷.電力系統接地技術[M].北京：中國電力出版社，2011.

[13] 叢遠新.接地設計與工程實踐[M].北京：機械工業出版社，2014.

[14]劉丙江.實用接地技術[M].北京：中國電力出版社，2012.

[15]李紅昌. 起重機械保護接地與檢驗檢測[J].中國特種設備安全,2009，25(10):28-30.

[16]卜廣強. 鑄造起重機的安全檢驗[J].中國特種設備安全,2009，25(12):46-48.

[17]劉志平，等.接地電阻測量方法分析[J].中國特種設備安全,2013,29(8):44-46.2011，27(08):12-14.