侯 瑋,張洪柱

（1.天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院,天津 300350;2.天津金耀生物科技有限公司,天津 300462）

關(guān)于鍋爐水垢晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控及其節(jié)能環(huán)保性能的研究

侯 瑋1,張洪柱2

（1.天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院,天津 300350;2.天津金耀生物科技有限公司,天津 300462）

作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活中的基本工具，鍋爐與國民經(jīng)濟(jì)多個(gè)領(lǐng)域密切相關(guān)。然而在鍋爐應(yīng)用過程中也會(huì)產(chǎn)生很多的環(huán)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(guān)于鍋爐水垢晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控及其節(jié)能環(huán)保性能。

鍋爐水垢晶體結(jié)構(gòu)；調(diào)控；節(jié)能環(huán)保性能；研究

0 引言

鍋爐水垢的危害性主要表現(xiàn)在使用安全性、能源消耗性和污染物排放三方面，其嚴(yán)重的影響到鍋爐設(shè)備的使用壽命以及環(huán)保節(jié)能性能。在我國大力提倡生態(tài)環(huán)保，節(jié)能建設(shè)的過程中，加強(qiáng)對鍋爐防垢和除垢技術(shù)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(jié)構(gòu)的調(diào)控和節(jié)能環(huán)保性能。

1 水垢的種類和危害分析

由于在實(shí)際應(yīng)用過程中，水垢的種類呈現(xiàn)多樣化的特征，因此本文主要總結(jié)了幾種常見的水垢，概述了各種水垢的特點(diǎn)和危害，具體內(nèi)容如表1所示[1]。

表1 常見水垢的特點(diǎn)和危害

鍋爐結(jié)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(huán)境當(dāng)中，不僅嚴(yán)重的影響了環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)也需要更多的燃料供應(yīng)設(shè)備應(yīng)用需求。當(dāng)燃料供應(yīng)到一定程度，鍋爐水垢進(jìn)一步增加，然而鍋爐的額定蒸發(fā)量是一定的。因此，當(dāng)無法在繼續(xù)增加燃料時(shí)，就需要在運(yùn)行過程中降低鍋爐容量。

2 鍋爐水垢晶體結(jié)構(gòu)的調(diào)控與防治技術(shù)分析

2.1 鍋爐水垢防治技術(shù)分析

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

2.2 鍋爐水垢晶體的調(diào)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(jié)晶過程需要經(jīng)歷5個(gè)基本過程，即在鈣離子和碳酸根離子結(jié)合后形成了碳酸鈣的飽和溶液；碳酸鈣的飽和溶液在繼續(xù)作用的過程中形成了過飽和的碳酸鈣溶液；在上述狀態(tài)基礎(chǔ)上形成了碳酸鈣分子簇；分子簇聚集長大形成碳酸鈣結(jié)晶核。

碳酸鈣結(jié)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(tài)的影響因素，并對其進(jìn)行控制[3]。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中主要模擬了鍋爐循環(huán)系統(tǒng)，在其基礎(chǔ)上安裝活化床，從而分析離子的相互作用和轉(zhuǎn)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(guī)律。在實(shí)驗(yàn)過程中為了檢驗(yàn)碳酸鈣晶體的數(shù)量和聚集程度，在5%的鹽酸溶液中，根據(jù)溶解情況，以及反應(yīng)過程中生成的氣泡數(shù)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(diào)控鍋爐水垢晶體。

3 鍋爐水垢節(jié)能環(huán)保性能的研究

3.1 水垢對鍋爐能耗的影響評價(jià)

水垢對鍋爐能耗的影響與各種水垢導(dǎo)熱系數(shù)密切相關(guān)，當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)越大，說明給垢類的導(dǎo)熱能力就越強(qiáng)。鍋爐受熱面結(jié)了大量的水垢以后會(huì)使其傳熱阻力進(jìn)一步增大，這無疑會(huì)給鍋爐造成嚴(yán)重的危害，進(jìn)一步影響到環(huán)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(jié)能評價(jià)方法在分析水垢對鍋爐能耗影響時(shí)具有較好的表達(dá)效果，通過建立一定的模型，在相關(guān)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對鍋爐蒸汽量進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，從而判斷其能耗情況，在這個(gè)過程中可以通過控制變量法設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，從而對其進(jìn)行控制，保證能耗情況。

3.3 水垢環(huán)保節(jié)能性質(zhì)總結(jié)

當(dāng)水垢的圍觀晶體結(jié)構(gòu)和疏松程度基本保持一致時(shí)，即在晶粒尺寸較大，晶粒之間的團(tuán)聚力較小時(shí)，水垢的環(huán)保性能較好，可以在一定程度范圍內(nèi)控制污染物氣體的排放量。

4 結(jié)論

綜上所述，通過分析水垢的種類和危害，說明了鍋爐在實(shí)踐應(yīng)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(yùn)行過程中的影響是不同的。通過分析鍋爐水垢晶體結(jié)構(gòu)的調(diào)控與防治技術(shù)，說明了水垢晶體結(jié)晶的一般過程，以及基本的水垢防治技術(shù)。在上述內(nèi)容基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討了鍋爐水垢節(jié)能環(huán)保性能，并得出了一定的結(jié)論。

[1]明星.鍋爐水垢晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控及其節(jié)能環(huán)保性能評價(jià)[D].河北工業(yè)大學(xué),2007.

[2]韓勇.纏繞式電脈沖水處理系統(tǒng)阻垢效能優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013.

[3]張東升.磁化水抑垢機(jī)理及磁化、聚天冬氨酸協(xié)同阻垢作用研究[D].河北工業(yè)大學(xué),2006.

[4]馬廣蔚.工業(yè)企業(yè)鍋爐系統(tǒng)節(jié)能效果模糊綜合評價(jià)研究[D].天津理工大學(xué),2013.

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