關于鍋爐水垢晶體結構調控及其節能環保性能的研究

侯 瑋,張洪柱

（1.天津現代職業技術學院,天津 300350;2.天津金耀生物科技有限公司,天津 300462）

關于鍋爐水垢晶體結構調控及其節能環保性能的研究

侯 瑋1,張洪柱2

（1.天津現代職業技術學院,天津 300350;2.天津金耀生物科技有限公司,天津 300462）

作為農業生產和人民日常生活中的基本工具，鍋爐與國民經濟多個領域密切相關。然而在鍋爐應用過程中也會產生很多的環境問題，影響原因之一就是鍋爐水垢的形成。鑒于此，本文主要研究關于鍋爐水垢晶體結構調控及其節能環保性能。

鍋爐水垢晶體結構；調控；節能環保性能；研究

0 引言

鍋爐水垢的危害性主要表現在使用安全性、能源消耗性和污染物排放三方面，其嚴重的影響到鍋爐設備的使用壽命以及環保節能性能。在我國大力提倡生態環保，節能建設的過程中，加強對鍋爐防垢和除垢技術的研究力度是十分必要的。本文主要分析鍋爐水垢的基本形式和危害，探討鍋爐水垢晶體結構的調控和節能環保性能。

1 水垢的種類和危害分析

由于在實際應用過程中，水垢的種類呈現多樣化的特征，因此本文主要總結了幾種常見的水垢，概述了各種水垢的特點和危害，具體內容如表1所示[1]。

表1 常見水垢的特點和危害

鍋爐結垢以后影響到了受熱面的傳熱阻力，使燃料燃燒過程中放出的熱量不能滿足鍋爐的使用條件，大部分熱量被煙氣散入到空氣環境當中，不僅嚴重的影響了環境質量，同時也需要更多的燃料供應設備應用需求。當燃料供應到一定程度，鍋爐水垢進一步增加，然而鍋爐的額定蒸發量是一定的。因此，當無法在繼續增加燃料時，就需要在運行過程中降低鍋爐容量。

2 鍋爐水垢晶體結構的調控與防治技術分析

2.1 鍋爐水垢防治技術分析

鍋爐水垢防治技術主要包括鍋外水處理技術、鍋內水處理技術以及其它的水處理技術等，不同方向的鍋爐水垢處理技術包括很多有效的子技術，除了化學防垢技術以外，還有物理防垢技術，包括熱力軟化技術、磁化法及磁水器、高頻法和高頻水處理器等，與化學防垢技術相比，物理防垢技術的防垢效果更好其在結合特定物理設備的基礎上對鍋爐水進行防垢操作，提高了防垢的針對性，同時不會給其造成更多的影響。但是物理防垢技術在使用過程成本較高，因此其應用率較低。

2.2 鍋爐水垢晶體的調控

以碳酸鈣水垢為例說明鍋爐水垢晶型控制過程，碳酸鈣在溶液中的結晶過程需要經歷5個基本過程，即在鈣離子和碳酸根離子結合后形成了碳酸鈣的飽和溶液；碳酸鈣的飽和溶液在繼續作用的過程中形成了過飽和的碳酸鈣溶液；在上述狀態基礎上形成了碳酸鈣分子簇；分子簇聚集長大形成碳酸鈣結晶核。

碳酸鈣結晶核形成以后，得到了碳酸鈣晶粒，并漸漸長大。在分析碳酸鈣水垢晶體的形成過程以后，通過一定的裝置和方法分析水垢晶體形態的影響因素，并對其進行控制[3]。

實驗設計過程中主要模擬了鍋爐循環系統，在其基礎上安裝活化床，從而分析離子的相互作用和轉移特征，通過對其中影響和作用的分析掌握不同元素對水垢晶體特征的影響規律。在實驗過程中為了檢驗碳酸鈣晶體的數量和聚集程度，在5%的鹽酸溶液中，根據溶解情況，以及反應過程中生成的氣泡數量，判斷垢物含量，從而判斷不同影響因素對其的影響程度。得到影響因素后，通過對其控制從而調控鍋爐水垢晶體。

3 鍋爐水垢節能環保性能的研究

3.1 水垢對鍋爐能耗的影響評價

水垢對鍋爐能耗的影響與各種水垢導熱系數密切相關，當導熱系數越大，說明給垢類的導熱能力就越強。鍋爐受熱面結了大量的水垢以后會使其傳熱阻力進一步增大，這無疑會給鍋爐造成嚴重的危害，進一步影響到環境性能[4]。

3.2 水垢晶體對鍋爐能耗影響分析

鍋爐蒸汽量對比節能評價方法在分析水垢對鍋爐能耗影響時具有較好的表達效果，通過建立一定的模型，在相關數學模型的基礎上對鍋爐蒸汽量進行詳細計算，從而判斷其能耗情況，在這個過程中可以通過控制變量法設計正交實驗，從而對其進行控制，保證能耗情況。

3.3 水垢環保節能性質總結

當水垢的圍觀晶體結構和疏松程度基本保持一致時，即在晶粒尺寸較大，晶粒之間的團聚力較小時，水垢的環保性能較好，可以在一定程度范圍內控制污染物氣體的排放量。

4 結論

綜上所述，通過分析水垢的種類和危害，說明了鍋爐在實踐應用過程中可能存在的各種隱患以及不同的水垢組成下對鍋爐運行過程中的影響是不同的。通過分析鍋爐水垢晶體結構的調控與防治技術，說明了水垢晶體結晶的一般過程，以及基本的水垢防治技術。在上述內容基礎上進一步探討了鍋爐水垢節能環保性能，并得出了一定的結論。

[1]明星.鍋爐水垢晶體結構調控及其節能環保性能評價[D].河北工業大學,2007.

[2]韓勇.纏繞式電脈沖水處理系統阻垢效能優化關鍵技術研究[D].哈爾濱工業大學,2013.

[3]張東升.磁化水抑垢機理及磁化、聚天冬氨酸協同阻垢作用研究[D].河北工業大學,2006.

[4]馬廣蔚.工業企業鍋爐系統節能效果模糊綜合評價研究[D].天津理工大學,2013.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.061