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1.1化工企业锅炉用水采集装置在对用不采集装置进行安装和布置时,则需要根据锅炉装置的类型和参数来进行,确保所采集的水体具有一定的代表性,同时为了确保水体的质量,则除低压锅炉装置外,取样所对应的管道需要以不锈钢作为管道的材质。
1.2化工企业锅炉用水采样要求在化工企业锅炉运行过程中,基用水包括的种类较多,如除氧水、锅水、给水及回水等,这些用水装置都需要有相应的冷却器设备与之相对应。从而确保充足的冷却面积,同时也能够保证冷却水源的连续供给,实现对水样流量的有效控制。这就需要做好取样冷却器设备的定期检修工作,避免冷却器内部存有水垢,影响其冷却效果。
1.3化工企业锅炉用水采样方法在对冷却器水样进行采集时,则需要通过合理对冷却水取样装置的阀门部件进行调节,使水量流量得到有效的控制,同时也需要将水样温度控制在规定的范围之内。同时在对锅炉给水水样进行采集时,还需要使采集的水样保持流动性和连续性,而且还要先清除掉管道内部的积水后才能进行采集水样。
1.4化工企业锅炉用水采样运输对需要进行存放和运输的水样,需要保证水样容器的密封性和严密性,而且在储存及运输途中还要避免受到阳光的照射,对于运输途中温度低于零度以下的环境,则需要做好水样的防冻措施,在水样化验报告中需要将运输各环节的指标参数进行标明。
2、化工企业锅炉水化验方法
水样采集完成后则需要对用水水样进行化验,通过对水样硬度、碱度和氯化物等几项指标的化验来评定水样的质量,具体化验方法如下:
2.1化工企业锅炉用水硬度指标
2.1.1化验试剂在对硬度指标进行评估试验中,需要准备化化验所用的试剂,具体包括乙二胺四乙酸试剂、氨-氯化铵缓冲液试剂、铬黑T指示剂。
2.1.2化验方法首先需要取一定量的锅炉用水水样,将其注入到锥形瓶容器中,然后将一定量的氨—氯化铵缓冲液试剂加入到锥形瓶内,加入时利用滴注的方式进行,同时还要将铬黑指示剂滴入二滴,将容器内的试剂进行充分的混合,然后将乙二胺四乙酸试剂滴入到容器中,以溶液呈现蓝色为标,然后在此状态下,对其数值进行记录。
2.1.3计算方法化工企业锅炉用水硬度指标=1000×乙二胺四乙酸试剂摩尔浓度指标×(乙二胺四乙酸试剂所消耗体积/水样体积)
2.2化工企业锅炉用水碱度指标
2.2.1化验试剂容量法评估碱度指标的过程中,需要预先准备的化验试剂包括以下几个方面:(1)0.1M硫酸标准溶液试剂;(2)浓度为1.0%的酚酞指示剂;(3)浓度为0.1%的甲基橙指示剂。陈鹏中国石油大庆炼化公司质量检验与环保监测中心黑龙江大庆163411
2.2.2化验方法取100ml剂量透明锅炉用水水样,将该水样注入容积为250ml的锥形瓶容器当中。向该锥形瓶当中以滴注的方式滴入2滴~3滴酚酞指示剂。此步骤下,若锥形瓶中溶液呈现出红色状态,则需要向其中加入0.1M硫酸标准溶液,加入剂量以溶液呈现为无色状态为准。此过程当中需要对0.1M硫酸标准溶液所消耗的体积数值进行记录。进而,向锥形瓶当中以滴注方式滴入甲基橙指示剂。将其混合后,达到均匀程度时再向溶液只进行滴注硫酸标准溶液,直到溶液颜色为橙红色时即可。
2.2.3计算方法化工企业锅炉用水碱度指标=0.1M硫酸标准溶液摩尔浓度指标×(第一次0.1M硫酸标准溶液消耗体积+第二次甲基橙指示剂溶液消耗体积)×1000/水样体积数值。
2.3化工企业锅炉用水氯化物指标
2.3.1化验试剂硝酸银容量法在对氯化物指标评估过程中,需要用到的化验试剂大致包括以下几种,硫酸标准溶液、酚酞指示剂、铬酸钾指示剂、银离子等。
2.3.2化验方法在此试验中一样也是取100ml剂量的锅炉水样。同时将其注入到锥形容器中,然后将二至三滴的酚酞指示剂滴注到容器内,对锥形瓶内的溶液进行观察,当其液体呈现红色时,则可以将硫酸标准溶液向其溶液内进行滴注,当溶液呈现无色状态时即可。再向无色溶液中滴入铬酸钾指标剂1毫升,并将其进行充分摇匀,混合均匀后向其中滴注硝酸银溶液,当溶液呈现橙色状态时即可停止。
2.3.3计算方法化工企业锅炉用水氯化物指标=1.0×硝酸银标准溶液的体积消耗数值/锅炉用水水样体积数值×1000(mg/L)。
3、化工企业锅炉水化验数据
在化工企业水化验过程中,数据分析作为最为重要的一个环节,在整个化验过程中具有极为重要的意义。目前对于化工企业锅炉用水具有严格的水质标准要求,这就需要在水化验过程中将化验数据要与标准数据进行比对,确保化验数据与标准数据达到吻合,同时还要对与标准数据不符合的情况进行及时处理,确保化工企业锅炉运行的安全性和可靠性。数据是化验分析中最为直观的一个环节,也是最具科学根据的判断标准。因为对锅炉用水的标准较高,所以我国对锅炉用水有着非常严格的质量标准。通过对锅炉水进行化验分析,得出详细的数据,然后与标准指标相对比,就可以知道是否符合标准。对于不符合质量标准的水质,要对其进行更进一步的分析,研究出相差的原因,对于提高水质具有一定的意义。只有通过详细的数据分析,才能够合理的判断出水质的现状,为化工企业的锅炉用水提供科学的使用标准,确保其能够安全可靠的运行,促进化工企业正常生产。
二、完善企业文化的发展对策
(一)创造良好的企业风气
企业管理者(特别是高层管理者)作为企业文化的塑造者和倡导者,必须具有高尚的道德品质和管理才能。有了良好的道德品质,才能自觉地以身作则,才会真正的关心、信任、尊重员工;这样才会得到员工的尊重和支持,员工才会心甘情愿地接受你的领导;你倡导什么,反对什么,员工一般都会全力支持;这样便会逐步形成管理者所预期的企业文化,员工上下团结一致,同心合力,目标统一,企业才有希望,员工才有盼头,企业良好之风才能逐步形成,员工精神面貌才会焕然一新。
(二)给员工以归属感
这是激发员工积极性的重要因素。要给员工有归属感,最重要的是给员工创造一个良好的工作环境(这里不是指诸如上班夏天有冷气等舒适的工作环境,而是指员工对工作环境的感情)这个问题看似简单,但许多企业却未能做好。许多高速公路收费所的员工都是实行招聘的合同工,这虽然能给员工一些压力和动力,但实际上也存在得过且过的思想,短期行为相当严重。所以企业在用工制度,工资待遇等,应慎重考虑这一点,尽量做到合情、合理、合法,增强企业对员工的吸引力和凝聚力;这样员工才能对企业有信心,树立他们一心一意对公司服务的思想。另外,高速公路许多收费站场都分布在没有人烟的田野上或山岭旁边,工作又比较乏味,特别是许多驻勤式高速公路,适当设置一些娱乐设施,开展一些有益的文娱活动,这能增强员工之间的团结和友谊,提高员工的工作热情。而公司的管理者应不时到一线收费所了解员工的工作情况,和员工谈心,关心员工生活。所有这些,会使员工逐步对企业产生如“家”的感觉,并油然而生眷恋之情,形成工作的动力。
(三)确立企业最高目标,树立企业良好形象
中图分类号:TK223 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)48-0027-01
1 引言
汽包是锅炉的重要组件,在使用中如果操作或管理不当会使其上下壁、内外壁产生过大的温差和热应力。其机械应力和热应力的综合应力在局部区域的峰值可能接近或超过汽包材料的屈服强度,汽包壁容易形成裂纹,扩展到一定程度时汽包将被破坏。
汽包承受的应力主要有压力引起的机械应力和温度变化引起的热应力,其中机械应力与其工作压力成正比,在设计中通过强度计算来确定汽包的壁厚、直径和选材等,运行中只要控制不超压运行,机械应力的最大值是稳定的。本文仅就因汽包壁温度变化引起的热应力进行讨论,分析汽包壁温差大的原因,并提出控制方法。
2 汽包热应力分析
2.1 汽包壁温差产生的机理
锅炉在启停炉过程中,受工质传热的影响,汽包温度场发生变化,相应的温差也不断改变。当锅炉正常运行后,汽包各部分温度场趋于稳定,温差也逐渐减小。
2.1.1 锅炉上水时,汽包产生的温差
锅炉上水时,给水进入汽包后,先与汽包下壁接触,使汽包水位以下壁温首先上升,而上部未能与给水接触换热,壁温上升较慢,造成汽包下部壁温高于上部壁温,产生上下壁温差。同时,一定温度的给水进入汽包后,内壁温度随之升高,因汽包壁较厚,外部与环境接触,外表面温升速度较内壁温升慢,从而形成了内外壁温差。
2.1.2锅炉升压过程中汽包产生的温差
锅炉点火后,升压初期投入炉内的燃料量很少,火焰在炉内的充满程度差,水冷壁受热不均,工质吸热量少,且在压力低时,工质的汽化潜热大,这时产生的蒸汽量很少,蒸发区内的自然循环尚不正常,汽包内的水流动缓慢或局部停滞,对汽包下壁的放热系数很小,所以汽包下壁温升小。而汽包上壁与饱和蒸汽接触,当压力升高时,饱和蒸汽遇到较冷的汽包壁便发生凝结放热,由于蒸汽凝结时的放热系数要比汽包下半部水的放热系数大3-4倍,上壁温度很快达到对应压力下的饱和温度,使汽包上壁温度大于下壁温度,出现温差,且汽包升压速度越快,饱和温度升高也越快,产生的温差就越大。同时,汽包内壁与工质接触,吸收热量,温度上升较快,由于汽包壁较厚,传热过程中存在热阻,使汽包外壁温度上升较慢,出现内外壁温差。
2.1.3 在停炉冷却过程中汽包产生的温差
在停炉过程中,锅炉进入降压和冷却阶段,汽包主要由内部工质进行冷却,由于汽包内炉水压力及对应的饱和温度逐渐下降,汽包下壁对炉水放热,使汽包下壁很快冷却,而汽包上壁与蒸汽接触,在降压过程中放热系数较低,金属冷却缓慢,出现上部壁温大于下部壁温,造成温差。且降压速度越快,则温差越大。同时,汽包内壁受到工质冷却,温度降低,而外壁由于有保温材料包裹,处于绝热状态,温度下降较慢,出现外壁温度高于内壁温度,产生内外壁温差。
2.1.4 在事故状态下汽包产生的温差
在事故状态下,如机组甩负荷、四管爆漏紧急停炉时,大量的蒸汽排出,水位很快下降,为了维持汽包水位补入温度较低的给水,使得上下壁、内外壁受到冷却产生很大的温差。
2.2 上下壁温差产生的热应力
汽包热应力计算表明,汽包上下壁温差引起的热应力主要是轴向应力,切向和径向应力与之相比约低一个数量级,故可忽略不计。汽包上部壁温高,金属膨胀量大 ;下部壁温低,金属膨胀量相对较小。这样就造成上部金属膨胀受到限制,上部产生压缩应力,下部产生拉伸应力。热应力与温差成正比,汽包上下壁温差越大,产生的热应力越大 。
2.3 内外壁温差产生的热应力
汽包内外壁温差的形成主要是在升温过程,介质不断地对汽包内壁加热,内壁温升快 ,外壁温升慢,造成内外壁存在温差,使内壁产生压缩应力,外壁产生拉伸应力。应力计算表明,内外壁温差产生的热应力主要是轴向和切向热应力,而且轴向与切向热应力大小相当,控制汽包内外壁热应力的关键是控制升温速度。
3 控制措施
锅炉在启停过程中,由于温差的出现,使汽包产生热压力。如果控制不当,长期出现较大的热应力,会使汽包产生疲劳裂纹甚至出现拱背和弯曲变形,对汽包造成损害。因此,锅炉在运行中应从以下几方面严格控制:
a)在升、停炉过程中,严格控制升温或降温速度,一般升(降)温速度不大于1.5℃/min。但在锅炉启动初期应采用更小的升温速度,因为升压初期汽水饱和温度随压力的变化较大,此期间更容易产生较大的壁温差。在升压或降压过程中,若发现汽包上下壁温差超过规定值(40℃),应减慢升(降)压速度。
b)升炉时,加强水冷壁下联箱的放水,通过适当放水,用热水替换受热较少的水冷壁及不受热的联箱等部件内的冷水,促使各部位温升均匀,有利于建立正常的水循环,减小汽包壁温差。
c)维持燃烧稳定和均匀。采用对称投油枪定期切换,或采用多油枪少油量等方法使炉膛热负荷均匀,确保水循环正常。
d)尽量维持较高的给水温度。因为温度低的给水进入汽包,会使下壁温度低,造成上下壁温差大。
e)向汽包补给水时须严密关闭省煤器再循环门,否则,水短路进入汽包造成上下壁温差增大。
f)停炉后要避免大量排汽造成降压速度太快,应使汽包缓慢均匀冷却,同时尽量保持汽包高水位。
g)降压后期及停炉后要特别注意控制好汽包水位,尽量避免大量放水、补水使汽包下壁急剧冷却,汽包上下壁温差增大。
h)在处理“四管”爆漏事故中,尽可能稳定地控制补水量。水冷壁、省煤器爆漏,水位难维持时宜尽快停炉,停炉后可不再向汽包进水。同时停炉后要避免长时间开启烟道挡板造成炉内急剧冷却。
i)提高设备的检修质量,确保阀门严密。
4 结束语
汽包在长期运行中受交变应力的作用是必然的,在运行中应力对汽包的损害也必然存在。因此,除做好应力控制措施外,还必须在检修期认真做好检查工作,及时消除缺陷。
参考文献
一、引言
我国工业锅炉的使用非常广泛,目前,我国的工业锅炉最为常见的就是蒸汽锅炉,该类型的锅炉主要用在发电和供气工作中,原料以煤炭为主,其运行的常见形式就是循环流化床锅炉,就现阶段我国经济发展情况来看,我国是世界上工业锅炉使用和生产最为广泛的国家,工业锅炉在我国的经济发展中有着极为重要的作用。工业锅炉是以水为介质进行热量传递与动力的设备,对于工业锅炉的供热质量来说,水有着极为重要的作用,由于工业锅炉使用的水质不同,而不同的水质必然会带有不同的杂质,如果有些杂质没有经过特殊的处理就直接进入到工业锅炉内,那么就会给锅炉带来非常严重的后果,不仅会导致锅炉元件腐蚀、爆管、鼓包、渗漏,甚至导致锅炉爆炸,带来人员的伤亡,此外,一些含有镁离子和钙离子的水进入到锅炉之后,锅炉水就会在长期的运行过程中逐渐减少,在锅炉内部在成水垢,当这下水垢附着在锅炉内部上,就会导致锅炉的热传递性大幅降低,导致工业锅炉的燃料不断增加,带来巨大的燃料消耗,因此,从这个层面上来说,水质的情况不尽会影响着工业锅炉的运行安全,也会影响经济运行情况以及节能减排的效果。
二、工业锅炉水质管理的意义和内容
(一)工业锅炉水质管理的意义
做好工业锅炉的水质管理工作不仅可以有效的控制锅炉水中的杂质,消除其中的悬浮物和固体物质,提高锅炉运行的节能减排效果,也可以增强其运行的经济性。目前,为了规范工业锅炉管理工作的质量,减少锅炉中的水垢,提高运行安全性,国家也颁布了《特种设备安全监察条例》来对工业锅炉的运行进行规范,此外,国家质检总局也制定了《锅炉水处理检验规则》以及《锅炉水处理监督管理规则》,这对于我国工业锅炉的水质检查工作的提高有着极为重要的作用,以上的条例和规则不仅规定了工业锅炉水质处理设备的安装工作、水质处理的检验工作,也规定了水质检验工作的具体方法和参考依据,可操作性极强。
(二)工业锅炉水质管理的内容
工业锅炉水质管理的内容主要包括以下几个方面:
1.锅炉水质的检测工作
水质的检测是工业锅炉水质管理工作中一项非常重要的内容,要了解水质中的杂质含量以及杂质情况是否符合标准规范的要求,相关工作人员就必须对锅炉的水质定性定期的检验,在检验过程中,要严格遵照国家制定的标准和原则,采用正确的分析手段和处理措施进行,一般情况下,对于锅炉检测人员,国家有着较为严格的规定,必须要求相关检测人员持有国家质监部门颁发的特种设备作业人员证书,在工作中必须秉承持证上岗的原则,在对水质进行化验和分析的过程中应该将取样次数保持在两小时一次,这样,才能够全面的检测说工业锅炉中水质的质量,对司炉人员的改进工作提出正确的建议。
2.锅炉水质的处理工作
在检测好锅炉水质的情况之后,就要做好水质的杂质处理工作,一般情况下,工业锅炉中的杂质包括镁、钙硬度盐等,为了保证锅炉在运行的过程中可以达到规定的供热性和安全性,我们通常会使用化学和物理两种防止进行杂质的处理,该项工作要求工作人员在处理的过程中要细致、耐心,这项工作的质量直接影响着工业锅炉运行的安全性。
3.锅炉排污的控制
锅炉水在长期的运行过程中会在内部蒸发浓缩,此外,在锅炉水的运行过程中我们常常要添加定量的药剂,因此,其杂质的含量要远远的高于供给水的杂质含量,因此,必须根据工业锅炉的实际运行情况定期的将内部的污水排出,将锅炉水的杂质含量控制在规定的范围内。
在这三项工作中,锅炉水质的处理工作是工业锅炉水质管理工作中最为重要的内容,而水质的检测以及锅炉排污工作则是水质处理工作的前提条件和后续保证,在实际的工作过程中,必须要认识到三者之间的正确关系,将其紧密的衔接起来,才能使工业锅炉运行过程中的水质情况达到理想的要求。
三、工业锅炉水质管理方式
为了加强工业锅炉水质管理的质量,在进行水质处理工作时,可以按照以下的方式进行:
(一)水质的处理要严格遵循标准规定
上文提到,为了规范工业锅炉的水质管理,国家已经出台了《特种设备安全监察条例》、《锅炉水处理检验规则》以及《锅炉水处理监督管理规则》,这也是我们进行水质管理工作时必须要遵循的准则,只有遵循相关标准规范的要求,实事求是的进行水质的处理和监测,才能保证工作的规范性,才能达到水质管理的实际目的。
(二)水质的处理要遵循最佳水源的取水原则
工业锅炉在工作的过程中可以使用不同种类的水源,湖水、河水、自来水、井水等都属于取水的范畴内,为了保证工业锅炉的水质,在取水的过程中我们必须遵循最佳水源的取水原则,为此,必须要全面了解锅炉的型号、品质要求以及蒸汽压力的要求,此外,还要做好湖水、河水、自来水、井水等水源的对比工作,筛选出水质情况优良的水源,看哪些水源符合工业锅炉的供水标准。一般情况下,我国的湖水、河水以及库水的含碱量和硬度都要相对较低,井水和深井水的含碱量和硬度都会比较高,相关单位在选择水质时要综合各方面的情况,优先选择水质情况最好的水源,如果在选择的过程中遇到硬度低、碱性大的水源,在应用前就必须要做好脱碱和除盐的工作,保证锅炉的良性运转。
(三)水质的选择和处理要遵循用户至上的原则
工业锅炉提供的热量是为了满足用户的需求,其提供给的热水、过热蒸汽和饱和蒸汽可以满足发电、供热以及动力等不同的需求,为此,供热单位在实际的工作中必须要对用户的需求进行全面的调查和分析,了解其对供热的需求,从未计算出其对锅炉水质的需求,一般而言,如果用户的需求主要是发电,那么这种情况对锅炉水质的要求就会非常严格,对锅炉蒸汽的品质要求也较高,水质处理工作就会较为复杂;如果用户的实际需求是供暖和动力源,那么对水质的要求就会相对较低,对锅炉蒸汽的要求也不高,水质处理工作也就较为简便。
(四)水质的选择和处理要严格遵循节能的原则
在工业锅炉的实际运行过程中,防硬除垢,安全运行是其运行过程中最为重要的原则,因此,对于工业锅炉来说,不管其供热的目的是为何,都应该将遵循节能的原则,为此,供热单位必须要不断改进现阶段的锅炉供热技术,将新技术和新科技利用在锅炉运行中来,提高水垢的处理效率,保证工业锅炉能够实现良性的运行,能够在运行的过程中将热效率的传达发挥至最大化,将排污热的损失控制在最小。遵循节能的原则不仅能大幅提高工业锅炉运行的经济性和安全性,也可以为用户提供质量较高的热能,达到两全其美的效果。
参考文献:
【1】何军:工业锅炉水质监督与管理[期刊论文],民营科技(管理纵横),2012(04):12
【2】白龙:工业锅炉水质监督与管理[期刊论文],知识经济,2011(07)
论文从锅炉(本文中的锅炉笼统指代各种工业锅炉)的选购到后期维护,介绍了相应的措施以期减轻锅炉在应用中的能源消耗。同时论文强调了计算机控制技术在锅炉节能和管理中的巨大作用。
1 工业锅炉节能概况
我国工业锅炉中,燃煤锅炉占有很大的比重,燃油燃气锅炉所占比重不大,虽然增长很快,却不会在短期内改变“煤炉”独大的局面。基于这种局面,我国工业锅炉应用有以下特点:
(1)热效率低。由于我国工业锅炉主体的燃层平均热效率只有60%左右,,所以总体热效率比发达国家低15%-20%。并且,由于各种原因,锅炉的实际热效率,要比设计热效率低10%-15%。
(2)设备整体技术水平低。主要表现在:①自动化程度低,燃烧过程不能实现自动检测,自动调节,特别是小型燃煤锅炉,加煤、调风、除渣、给水排污等过程调调节不能有一个量化指标反馈,完全凭借经验进行操作;②节能、环保技术落后,甚至没有相应的环保措施。
(3)锅炉操作水平低。相关操作人员并不是完全是持证上岗。某些人员甚至没有这方面的专业知识。这也导致了锅炉设备的保养不当,完好率低。
(4)我国国情的影响。我国是产煤大国,市场上供应的煤燃料充足也是导致燃煤锅炉占据大量比重的重要原因。我国的燃煤工业锅炉通常都是按Ⅱ、Ⅲ类烟煤设计。我国燃煤供应目前仍是卖方市场,一般都是直接供应原煤,没有根据煤质及粒度情况进行加工分类,用户难以做到按需购买,且煤质多变,造成运行调整困难,机械不完全燃烧增加,热效率下降。
2 工业锅炉非正常耗能因素分析
2.1 热力系统损失
锅炉产生的热力并不是完全被利用。在热力的传输过程中会损失掉一部分。锅炉、管网和用热设备组成的热力系统,该系统的能源利用率等于锅炉热效率、管网热效率和用热设备热效率的乘积。由此可见,锅炉耗能的大小不仅决定于本身热效率的高低,而且也决定于热力系统的能源利用率。因此,对于高效传热网的建设,也是节能措施必须考虑的部分。
2.2 运行操作不当造成能源损失
(1)我国是锅炉作业人员普遍文化程度不高,化学专业知识掌握不多,缺乏必要的专业技能,而企业几乎不会进行专业培训。作业人员在水处理交换剂随着交换水量达到一定量而失效时,没能及时发现、及时再生,延误再生时机,造成锅炉结生水垢;其次交换剂交换使用一定时间时,部分交换剂会由于各种原因而发生破碎或被异物堵塞造成处理能力下降,没对再生后的交换剂实际水处理能力进行必要修正。水垢会给工业锅炉正常运行带来极大危害:浪费燃料、损坏受热面、降低锅炉出力、降低锅炉使用寿命。
(2)在运行中,经常将高压蒸汽膨胀为低压蒸汽送往用热设备。在锅炉启动时,往往将蒸汽大量排空造成浪费。热力管网上各种阀门跑冒滴漏现象司空见惯,并且没有及时修理,甚至得不到重视。锅炉排污量没能合理控制,常常使锅炉内部淤积垢渣。
2.3 设备配置不齐全造成热能浪费
(1)缺乏蒸汽冷凝水回收装置和蒸汽蓄能器,让优质蒸汽凝结水任其流失,剩余的蒸汽也得不到储存,造成热浪费。
(3)烟道尾部没有装设换热器设备,无法充分利用锅炉排烟余热,造成排烟损失。
(4)风机、水泵等设备的调速方法不当,使电机输出功率大量损耗在挡板、阀门截流过程中。
(5)风机水泵等设备功率往往过大,在热控制过程中造成功率浪费。
(6)排污系统缺乏扩容器或换热器,以便于对排污热量进行利用。
2.4 热力管道安装设计不科学
(1)对露天输汽、水管道保温层控制不力,没有做好防雨防潮措施,造成管道降温和其他问题。
(2)输送距离较远时,采取的蒸汽管径较大,造成压降较大,能耗损失大。
3 节能型锅炉选购建议
工业锅炉是把燃料的化学能转化为热能的设备。在这个转化过程中要消耗燃料、电和水资源。搞好节能工作,首先要在设备的选取方面采取措施。
(1)选用节能型锅炉:在经济条件和满足生产要求的前提下,工业锅炉的选择,能用热水的,不用蒸汽;能用饱和蒸汽的,不用过热蒸汽,以利安全节能。
2)必须满足热负荷和热介质参数的要求。首先根据工艺生产、采暖通风和生活要求,计算出企业热负荷;然后选择锅炉台数和容量。锅炉出力应能适应用户热负荷的变化。
3)锅炉的热效率越高越好,可以选择一些大厂的名牌产品。当然也要选购优质的配套件。
4)要求锅炉按照当地可用煤种的特性(如发热量、挥发份、灰份、含硫量等指标)选用适宜的锅炉。要求选用的锅炉能有效地燃烧选用的燃料,对燃料品种有较大适应性。即使不能选用专用炉,也要注意锅炉的可调性,即能根据煤种的不同对锅炉进行适应性调整。锅炉用煤一般采用就近煤种,避免长途运输;有条件采用当地低质煤种,而且在经济上合理时,宜采用低质煤。
5)按照不同的地区选用不同燃料的锅炉,以满足环境的要求。在市区、风景区应安装层燃炉、型煤锅炉或燃油燃气锅炉,而不能安装粉尘排放浓度大的循环流化床锅炉和煤粉锅炉。
4 锅炉后期维护建议
锅炉设备的完好程度对锅炉的热效率影响很大,因此必须加强设备的维护工作。
1)定期检修炉排,保证炉排平整没有缺损。避免因炉排短缺或不平整所引起的漏煤和跑风现象。
2)清理积灰。积灰对锅炉热效率的影响很明显,工作人员应该及时有效地清除锅炉受热面上的积灰,以降低锅炉排烟温度,提高热效率。
3)及时维修和处理小问题:由于锅炉炉墙、汽水管道的温度比周围环境温度高,因此,要重视保温,减少散热损失。中小型工业锅炉的炉膛和尾部漏风现象很普遍,漏风使烟气量增加,炉膛温度降低,对燃烧和锅炉效率都有很大影响。应加强检查和堵塞漏风。对于汽、水系统的跑、冒、滴、漏情况,要及时的维修,而不能等设备出大问题了才重视。
5计算机控制技术在工业锅炉运行中的作用
工业锅炉的计算机控制是近年来发展起来的一项新技术,它是微型计算机软(硬)件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。
计算机控制不仅能最大限度地保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减轻操作人员劳动强度,而且可对锅炉进行自动检测、自动控制,有效地避免人员检测的不足,提升检测效率。锅炉控制的自动化,在减轻人员劳动强度的同时,也减少了操作人员的数量,节约了单位成本。计算机可以根据锅炉运行过程中采集到的信息,按照锅炉运行的数学模型自动改变执行机构的给定值,实现智能化控制,保证锅炉在最优状态下运行,达到保证安全、降低煤耗、提高供汽质量的目的。锅炉的稳定运行,不仅加强了本身的寿命,也减少水垢的产生,降低了锅炉发生爆炸的可能性。
计算机控制与工业锅炉节能是相辅相成的。一方面,计算机控制可以为锅炉的运行提供一个量化的指标,让操作人员直观的得到锅炉的热效率值,另一方面,锅炉在最优化状态下的运行本身就是一项节能措施。
6 总结
我国大多数工业锅炉仍处于耗能大,污染大的境地,因此对于工业锅炉的节能改造是势在必行的。工业锅炉的节能措施是一项系统工程,需要采取不同方面的措施,才能取得叠加效果。
参考文献
一、概述案例
我市某轮胎厂一台DZL4-1.25-AII的蒸汽锅炉,内部检验时发现结水垢约3-5mm,水管局部过热蠕变,发生泄露事故。由于清洗、维修工作,致使大批订单延误,经济损失十余万元;某工贸公司额定蒸发量为2t/h的蒸汽锅炉,无水处理操作人员且自动软水器损坏后,管理人员麻痹大意,维修不及时造成水冷壁管鼓包。锅炉运行中形成水垢,单除垢和维修费用就2.5万元;某个食品加工厂在用的LHC1-0.69-AII锅炉,在未申请检验的情况下一直使用生水,造成了爆管事故,见下图一。
腐蚀并堵满水垢的水汽管(图一)
二、水垢引起的危害及成因
综上几个案例,我们不难看出水垢是造成事故的直接原因。据有关资料表明,每年的事故统计中, 因水质不合格,水处理不当结生水垢引起的事故超过事故数的20%,在造成事故和耽误生产的同时,浪费燃料上千万吨。
我们知道钢板的导热系数为48w/m?℃锅炉,而水垢的导热系数比钢板小数十倍到数百倍,这样不仅出现爆管事故,而且浪费燃料,降低锅炉热效率,也大大危及到锅炉的安全经济运行,因此水垢可谓“百害之源”。就三年来我市检验情况统计可知,40%以上锅炉使用单位用水水质难以满足GB1576-2008的要求。殊不知,这些单位业主的盲目性和疏忽性却导致了燃料的大量浪费。当水垢约1mm时,就多消耗5%的燃料;当水垢约4mm时,就多耗12%;7mm时增加到30%;按照我市300台工业锅炉计算,每年因水垢问题所浪费的燃煤约800多吨,按900元/吨计算,就浪费了72万余元。
对于水垢的成因,有以下几点分析:
首先,我市近年来降雨量减少,对于可溶性矿物盐类随着蒸发量增加而增加,地下水的硬度也随之增大。长期使用超标的给水是结生水垢的根本原因,另外与锅炉结构、设计、安装等因素也有直接关系。水垢的形成是一个复杂的物理化学变化过程,水中含有较高含量的Ca2+、Mg2+、SiO2和其它重金属离子,对锅炉危害较大的阴离子主要是HCO3-和SO42-。HCO3-进入锅炉后,吸收高温烟气传导的热量便会发生分解和水解反应:
2HCO3--->CO32- + CO2↑+H2OCO32- +H2O-->2OH-+ CO2↑
Ca2++CO32-=CaCO3↓ Mg2++SO42-= MgSO4↓ Mg2++2OH-= Mg (OH)2↓
当炉水不断蒸发浓缩到一定程度,难溶物便会生成固体沉淀物附着在受热较高的金属内壁上,这些固体沉淀物便是水垢。然而如果是锅内水处理时,水垢多又粘再加上司炉工排污不及时一些污泥、藻类及灰尘之混合物也很容易转化为泥渣。
其次,现在约有80%以上的使用单位用的是锅外自动钠离子交换器。对于钠离子交换器主要依靠交换树脂进行软化,它包括软化过程和再生过程论文格式模板。如果钠离子交换树脂已经失效,那么为了恢复其再交换能力,就需要对此树脂进行再生。部分业主认为自动交换器就可以完全产出合格的软化水,不需配备水处理操作和化验人员。树脂失效后不能及时发现和再生,更有甚者连再生剂也不购买添加,任其运行。还有部分企业的水处理设备在运行正常中,交换器出水水质合格,但到达软水池后,由于水池内壁处理不好造成反渗,密封性不好造成水质污染,所以进入锅炉内的水质也不合格。例如一些水泥制品厂,外加剂厂,建筑材料厂等这些单位就存在这些问题。
最后,管理制度极不健全。管理人员责任心不强锅炉,操作人员水平低、意识淡薄,设备损坏后不能及时报告修复。
二、预防措施
要保证锅炉不结垢或薄垢运行,针对以上分析,对水垢的预防我们可采用以下对策:
一、学习有关的法规标准,强化责任意识。使用单位要切实认识到水处理工作的必要性。如果有水处理设备而不用或者利用不当,就等于没有进行水处理。所以,这就需要各使用单位树立起防患于未然的思想,
二、强化企业内部的管理,建立健全各项规章制度。按规定配备水处理操作人员和化验人员并持证上岗,按照GB1576-2008水质标准执行,加强水质监测力度,并及时指导司炉人员的排污作业,及时除去泥渣。
三、定期对水处理设备进行维护保养,及时检修。做好“三要一必须”;操作压力要控制好,工业盐要调配好,多路阀要定期检查,软化树脂必须定时清洗。
加强锅炉水处理工作,不仅节省了人力、物力、财力等成本费用,而且又对锅炉的安全经济运行起到了保障作用。因此,本文对水垢作简要介绍,这几个案例作为警示,以引起使用单位的重视。
参考文献:
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水煤浆工业锅炉及其点火系统的安全性设计丁东成 陶云 徐获萍(5)
浅析有机热载体的更换或再生彰旭Min(7)
关于锅壳式燃油燃气锅炉的一体化辅助设计探讨徐保平 雒里柯(9)
一起煤气管道事故的调查分析李秀蓬 薄玉林 董朋明(11)
压力容器的选材应经济合理申麦茹(12)
SHFx型旋涡内分离循环流化床锅炉简介及调试运行孟向军 梁宏(13)
容积式燃气常压热水锅炉的应用探讨寇广孝 顾炜莉 李惠敏(16)
锅炉及压力容器焊接工艺规程专家系统介绍蔡洪臣(17)
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一例磁粉检测磁痕的识别谢力民(21)
造纸烘缸检验及缺陷分析温建明(23)
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中图分类号TK229.6文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)20-0044-02
锅炉是将燃料化学能转变成其它工质热能,生产规定参数和品质的工质的设备。工业燃煤锅炉是重要的热能和动力设备,也是能源耗费大户,现阶段我国仍是世界上燃煤锅炉拥有量和使用量最多的国家,每年燃煤需求量将近全国的1/3,如何提高锅炉热效率,提高燃烧的经济性仍是锅炉运行的重要课题。
锅炉最基本的组成部分是汽锅与炉子,吸热的部分称为锅,产生热量的部分称为炉。汽锅是锅炉的汽水系统,大型锅炉的汽锅由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器等设备组成。炉子是锅炉的燃烧系统,大型锅炉的炉子由炉膛、燃烧器、烟道、空气预热器等组成。
1 燃煤锅炉的工作过程
原煤送入磨煤机磨制成煤粉,外界冷空气进入锅炉尾部烟道的空气预热器中,被烟气加热成为热空气进入热风管道。一部分热空气是输送煤粉的介质,对煤进行加热和干燥,另一部分热空气直接经燃烧器进入炉膛参与煤粉的燃烧。从磨煤机排出的煤粉和空气的混合物经燃烧器进入炉膛内燃烧。煤粉在炉膛内迅速燃烧放热,使炉膛火焰中心的温度急剧升高。炉膛内的水冷壁和顶棚过热器等是炉膛的辐射受热面,其内部的工质在吸收炉膛的辐射热的同时,降低火焰温度以及保护炉墙。高温烟气经炉膛上部出口离开炉膛进入水平烟道,与布置在水平烟道的过热器进行热量交换,然后进入尾部烟道,并与再热器、省煤器和空气预热器等受热面进行热量交换,使烟气不断放出热量而逐渐冷却下来,低温烟气再经过除尘器除去大量的飞灰,最后只有少量的细微灰粒随烟气由引风机送入烟囱排入大气。由给水泵送向锅炉的给水,经过高压加热器加热后进入省煤器,吸收锅炉尾部烟气的热量后进入汽包,并通过下降管引入水冷壁下联箱再分配给各个水冷壁管。水在水冷壁中吸收高温辐射热,使部分水蒸发变成饱和蒸汽,从而在水冷壁内形成了汽水混合物。汽水混合物向上流动并进入汽包,通过汽包中的汽水分离装置进行汽水分离,分离出来的水继续循环,即煤料的燃烧过程、烟气向水的热传递过程以及水的汽化过程形成锅炉的整个工作过程。
2 燃煤锅炉运行中的自动调节问题
2.1 燃烧蒸汽压力控制
蒸汽压力是衡量蒸汽状况的重要参数。蒸汽压力必须维持在正常范围内,过高或过低都会影响锅炉负荷设备以及金属导管。若压力太低,则不能够提供设备要求的蒸汽品质,若压力过高,金属的蠕变会加速。锅炉运行工况中,蒸汽压力降低,表示负荷设备的蒸汽消耗量大于锅炉的蒸发量,否则,表明负荷设备的蒸汽消耗量比锅炉的蒸发量小。控制蒸汽压力是维持负荷设备正常工作的前提,也是经济燃烧的保障。热平衡的失调引起了锅炉蒸汽压力的变化,而燃烧热和蒸汽热则是影响热平衡的主要因素,我们所说的内扰和外扰两种扰动则分别是由燃烧热和蒸汽热的波动而引起的,为弱化这两种扰动对蒸汽压力的影响,在各个基本的单炉蒸汽压力控制系统中,输入到锅炉的燃烧热必须能同步蒸汽热的变化来保持热量的平衡状态,同时要依据蒸汽压力和压力给定值之间的偏差来调节燃料量用以控制蒸汽压力的增减。可设计带前馈的串级PID控制模式实现,主环压力控制根据蒸汽压力与设定值的偏差来调节燃料量以保证压力的稳定,副环燃料控制器根据主环输出与前馈信号的合成指令去控制进入锅炉的原煤,克服煤料波动,使压力能够保持在稳定的范围内。
2.2 燃烧经济性控制
空气和燃料维持适当的比例有助于提高锅炉的效率和经济性,实现锅炉燃烧最佳工况。否则,将会增加热量损失,污染环境、降低经济型。传统的采用氧量计的燃烧控制系统的锅炉设备是一个复杂的被控对象。风煤比是空气与煤粉比例的衡量值,是燃烧效率的重要影响因素。传统PID控制模式因其特性直观,控制迅速,将风煤比简化视为负荷的单一函数并近视拟合为比值关系,在工业锅炉燃烧控制系统中广泛使用,但因在不同的负荷下,合适的过剩空气率变化较大,单纯的比值控制特性无法保证锅炉在任何工况下都能达到最佳的燃烧状态。另外,对于由不同的煤种和煤粉特性、炉排转速、煤层厚度不均匀等原因引起的燃料方面的扰动,其最佳过剩空气率也会有较大变化,单纯的PID控制对于经济燃烧的实现无能为力。采用固定风煤比加变氧量校正的方案,可通过风煤比曲线粗调给风量,然后由烟气中含氧量加以校正,由于不同负荷下的过剩空气系数有所不同,采用变氧量校正方案有效克服传统控制的不足和弊端,但这种方案也不尽完善,目前越来越多的锅炉采用的是以炉膛温度为被控量的燃烧控制系统。
2.3 炉膛燃烧负压控制
正常运行的锅炉,炉膛负压需保持在规定范围内。炉膛的负压必须实现自动调节,以促其正常和稳定。因为负压过大会产生严重漏风现象,增加总风量,同时会增加烟气热量的损失和引风机的电能损耗,背离经济燃烧的原则;负压如果偏正,会产生炉膛的向外喷火现象,不利于环境,影响安全生产。
2.4 汽包水位的控制
水位控制常见的问题是“虚假水位”现象,即当锅炉的蒸汽负荷突然加大时,给水量小于蒸发量,从汽包贮水量的角度来讲,汽包的水位应该是下降的,恰恰相反的是,蒸汽负荷增加时,蒸发量比锅炉给水量大,水位未降反升。虚假水位主要是由于蒸汽流量增加使得汽包内的汽压下降,炉水的沸点降低,这使炉管和汽包内的汽水混合物中的汽容积增加,形成体积膨胀,产生了汽包的水位上升。在锅炉的自动控制中,为了克服这种现象,可以设计三冲量控制系统,以汽包水位为主调节信号,蒸汽流量为前馈信号,给水流量为副调节信号的前馈加串级PID控制的调节系统。
参考文献
论文摘要:我国的能源以燃煤为主,燃烧过程中产生严重污染。本文分析了锅炉烟气SO2污染的产生;提出了控制燃煤SO2污染的三种途径;讨论了烟气脱硫技术。
我国的能源以燃煤为主。占煤炭产量75%的原煤用于直接燃烧,燃烧过程中产生严重污染,如烟气中的CO2产生温室效应,SOX 导致形成酸雨,NOX引起酸雨、破坏臭氧层以及产生化学烟雾。1995年国家颁布了新的《大气污染防治法》,并划定了SO2 污染控制区及酸雨控制区,各地对SO2 的排放控制越来越严格,并且开始实行SO2 排放收费制度。随着人们环境意识的逐渐增强,减少污染源,净化大气,保护人类生存环境的问题,正在被亿万人们所关心和重视。寻求解决这一污染源的措施,已成为当代科技研究的重要课题之一。因此,治理锅炉烟气具有十分重要的意义。
1 锅炉烟气的污染
1.1 锅炉内煤的燃烧过程
在煤的燃烧过程中,当煤块受热后温度达100 ℃,煤中水分就逐渐被烘干。当煤块温度继续升温时,在煤尚未与空气作用的条件下,煤开始干熘出碳氧化合物及少量的氢和一氧化碳,这些气体的混合物叫挥发物(着火250~700℃)。当温度不断升高,挥发物逸出的量不断增多,煤粒周围的挥发物在一定的温度条件下,遇到空气中的氧就开始着火燃烧,在煤粒外层形成黄色明亮的火焰。煤中的挥发物全部逸出后,所剩下的固态物质就是焦炭。当煤块周围的挥发物燃烧时,放出大量的热将焦炭加热到红热状态,为焦炭的燃烧创造了条件。焦炭是煤的主要可燃物,它的燃烧是固体与气体间进行的化学反应,它比挥发物难燃烧,如何创造焦炭燃烬的条件,关系到煤块燃烧程度。综上所述,固体燃料的燃烧都包括加热干燥、干熘析出挥发物,形成焦炭燃烧和燃烬形成灰渣等4个阶段。
1.2 煤在燃烧过程中SO2 的生成
煤中的全硫分包括无机硫和有机硫。在高硫分煤中,硫主要以硫铁矿的形式存在。有机硫、游离状态的硫和硫铁矿中的硫皆为可燃性硫。硫燃烧生成SO2 、SO3 和H2O 生成H2SO3 。硫酸盐中的硫难于分解出来,为不可燃烧硫,进入灰分中。但在高温下有些金属的硫酸盐是可以分解的。煤在燃烧过程中产生的SO2 在锅炉和烟道内要发生一系列复杂的物理变化和化学反应:SO2的氧化反应主要是在金属氧化物、金属盐类和其它粉尘的接触催化作用下转化为SO3进而转化为H2SO4或硫酸盐。在硫的转化过程中,湿度对SO2 的转化率有重要的影响。相对湿度低于40 %转化速度缓慢,相对湿度高于70%,转化速度明显提高。
2、燃煤锅炉烟气脱硫技术及控制
烟气脱硫方法可分为抛弃法和回收法两大类。抛弃法是将吸收剂与SO2 结合,形成废渣,其中包括烟灰、CaSO4、CaSO3 和部分水,没有再生步骤、废渣抛弃或作填充处理,其最大问题是污染问题未得到彻底解诀,只是将空气污染变成固体污染;回收法是将吸收剂吸附SO2 ,然后再生或循环使用,烟气中的SO2 被回收,转化成可出售的副产品如硫磺、硫酸或浓SO2 气体,回收效果较好,但成本较高、一般按使用的吸收剂或吸收剂的形态和处理过程的不同,将回收法分为干法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和湿法烟气脱硫三类。
2.1干法脱硫干法烟气脱硫是用固体吸收剂(或吸附剂) 吸收(或吸附) 烟气中SOX的方法,具有系统简单、占地小、同时具有脱氮功能等优点,缺点是钙利用率低,脱硫剂再生、更换费用高。一般钙硫比为2 时,脱硫效率可以达到70 % ,干法脱硫又有活性炭法、活性氧化锰法、接触氧化法和还原法之分。如活性炭法就是利用活性炭的活性和较大的比表面积使烟气中的SO2在活性炭表面上与水蒸汽反应生成硫酸的方法。
2.2半干法烟气脱硫半干法烟气脱硫介于湿法和干法之间,脱硫剂以溶液的形式被喷入烟气中,SOX 与脱硫剂发生反应的同时,溶液的水分全部蒸发。一般钙硫比为1.6 时,脱硫效率可以达到80 %。半干法烟气脱硫要求的控制水平较高,以使喷水量能全部蒸发。
2.3湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫是用水或钙盐溶液作吸收剂吸收烟气SOX 的方法,一般钙硫比为1 时,脱硫效率可以达到90 % ,缺点是须建立水循环系统,防腐、烟气脱水问题突出。湿法中由于所使用的吸收剂不同,湿法脱硫又有石灰石- 石膏法、钠法、氧化镁法、氨和催化氧化法之分。如氨法就是用氨(NH3?H2O) 为吸收剂吸收烟气中的SO2 ,其湿灰(中间产物) 为亚硫酸铵(NH4 ) 2SO3 和亚硫酸氢铵NH4HSO3。采用不同方法处理湿灰,还可回收亚硫酸铵(NH4)2SO3、石膏CaSO4?2H2O和单体硫S等副产物。由于回收系统工艺复杂、投资高等因素80%湿灰采用经济的抛弃法。
3结论
3.1目前我国燃煤锅炉众多,锅炉烟气脱硫治理难度大、存在问题多及造成污染严重,成为我国当今令人关注的热点之一。
3.2实现烟气脱硫低成本的“经济化”目标是烟气脱硫技术发展的大趋势。
参考文献
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关键词:锅炉鼓包检验修理原因
近年来,DZL型(单锅筒纵置式链条炉)卧式快装蒸汽锅炉具有结构紧凑、易于操作、运输方便、安装快捷等优点,在我市中小型民营企业中得到广泛使用,随着经济的快速发展,我市此类蒸汽锅炉数目增加较多,但是各种事故常有发生。尤其是DZL型快装蒸汽锅炉锅筒底部鼓包事故发生频繁,危害较大。如何正确检查分析鼓包情况,对查明事故发生原因、防止事故扩大、采取正确的处理方法、制订合理的修理工艺以及制定预防措施有着一定的现实意义。
1事故概况
1.1设备事故概况:2008年6月我市某服装水洗公司一台DZL4-1.25-WⅡ蒸汽锅炉,在运行时,司炉工从后炉门清理炉灰发现该锅炉锅筒底部发生鼓包,随即停炉,并请我院人员进行检验。
1.2现场管理情况调查该锅炉生产于2006年3月份,于2006年6月监检验收合格并投入运行,锅筒材质为20g。咨询该公司管理人员得知:该锅炉未装设锅外水处理设备,且公司未按照锅炉运行管理的有关规定进行管理维护,没有配备专职水处理化验员,该公司选用的是水井水源,为地表浅水,水硬度大,水中泥沙多,经过水泵抽取到沉淀池,简单沉淀后直接给锅炉供水;取样化验,其给水硬度是1.21mmoI/L,高于GB/T1576-2001《工业锅炉水质》标准40多倍。
2鼓包的检验
我院人员在待锅炉完全冷却后,进行内部检验,重点检查了鼓包位置,以分析鼓包的程度。
2.1我院人员对鼓包进行了一下的检验项目:
2.1.1首先确定鼓包位置,测量它的几何尺寸,从内外侧进行测量;确认鼓包中心距前管板560mm,鼓包呈椭圆型,面积(长度×宽度):360×900mm,鼓包高度为45mm。
2.1.2确定水垢厚度;打开人孔发现:锅炉主要受热面水侧普遍结有水垢厚3—5mm不等,且锅筒底部水侧积存大量白色膏状水垢。
2.1.3测量鼓包中心金属残余厚度及筒壁正常厚度,未发现异常。
2.1.4宏观检查后使用MT进行检测是否有裂纹,检测结果未发现裂纹。
2.1.5测定鼓包变形部位边缘的硬度,通过和未变形的部位进行对比,未发生变化,再测量宏观变形范围,确定挖补范围。
2.2检验结果综合以上检验项目、检出的结果汇总,根据国家《锅炉定期检验规则》第19条:承压部件的变形不超过下述规定时可予以保留监控,变形超过规定时一般应进行修理(复位、挖补、更换):筒体变形高度不超过原直径的1.5%,且不大于20mm;该锅炉变形高度为45mm,故该锅炉应进行挖补维修。
3鼓包修理
鼓包的修理方法有:冷顶修理、热顶修理、挖补修理,这里只介绍该锅炉使用修理方法—挖补修理。锅炉挖补修理应请有资质的单位进行,在锅筒挖补前,修理单位应进行焊接工艺评定。焊接试件必须由修理单位焊接。3.1技术要求:
3.1.1补板要求材质、厚度一般和原板一致,并应符合GB713—1997锅炉用钢板,焊接材料与补材一致。21写作秘书网
3.1.2补焊的纵向焊缝和原筒体相邻节的纵向焊缝的距离必须错开至少100mm,严禁与环缝形成十字焊缝。筒体挖补时,两条纵向焊缝的间距至少为300mm。
3.1.3根据划定范围做好样板,用样板覆于挖补处正式划线。
3.1.4挖割方法一般采用气割,应注意割线平直光滑,并做好30度单面V型坡口。坡口面应用砂轮打磨光滑,注意与补板留有l-3mm间隙。
3.2修理及验收:A先将补板对边、照平,用点焊固牢。焊接过程中应注意焊缝焊接的先后次序、收缩变形。补板与筒身错边严格控制,使之符合规范。B进行外观与RT检测合格。C最后进行水压试验,试压合格,由锅炉压力容器检验机构出具检验报告,结论为允许投入运行,报当地质监部门锅炉压力容器监察机构备案后,使用单位方能恢复运行。
4鼓包产生的原因分析
现在我们来分析一下锅炉鼓包的原因。锅炉鼓包的根本原因是由于快装锅炉锅筒鼓包位置直接受火焰辐射,烟气冲刷,当锅筒的金属壁温超过其强度允许的温度时,金属强度就会下降,这时工作压力超过金属的屈服极限时,就有可能发生塑性变形,在宏观检查表现为鼓包现象。
那是什么原因导致金属壁温超高呢,由于锅炉底部水侧长时间结垢、泥沙堆积物,而水垢、泥沙堆积物的导热性极差,热阻是锅炉用钢的40-100左右,这样锅筒金属壁不能及时有效的得到冷却,壁温超过允许温度。该锅炉的材质为20g,这种材质工作温度在450℃以下是安全的,当超过该温度时,金属的强度会下降,随着温度的上升,当温度高达700℃~900℃时,强度急剧下降,金属已不具有原来的强度,此时即使工作压力不超过额定工作压力,金属晶体会发生塑性流动直至变形。
锅筒底部产生水垢和泥沙堆积物的原因有很多,比如:①锅炉制造、安装不合理;比如排污管制造时伸出端太长,安装时本体未做到前高后低,造成锅炉排污排不出,致使锅筒底部积聚大量水垢和泥沙堆积物;②锅炉给水软化设备损坏或者采用错误的水处理方法,甚至根本没有水处理;③锅炉工未进行定期排污,造成锅筒底部严重结垢。④锅筒内部遗留杂物,而排污时无法排出,特别是锅炉干法保养时,开炉运行,未把干燥剂取出,产生堆积物。
5事故后的管理预防措施
以上分析总结,该锅炉发生鼓包事故,导致该台锅炉鼓包根本原因,一是锅炉给水不合格,二是未装设锅外水处理设备,三是司炉工责任心不强,没有定期排污。锅炉维修好后,我院对使用单位进行了相关法律、法规和安全知识的讲解,业主认识到问题的严重性,,接受了我院的预防措施的建议:
5.1安装锅外钠离子水处理设备,对锅炉给水进行处理,以达到锅炉给水符合《工业锅炉水质》GB1576-2001的要求。
中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)12-0050-03
Educational Reform Ponder and Practice in Boiler and Technologic of Boiler Plant//Zhu Caixia1, Zheng Hongliang2
Abstract According to course position of the boiler and the technologic of boiler plant and need of society development, on the of teaching experience,analyses problems in the current teaching practice, puts forward some suggestion for the Curriculum system, course content,methods, assessment methods of this course.
Key words the boiler and the technologic of boiler plant; course system; teaching methods
Author’s address
1 School of Energy and Environmental Engineering, Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou,
China 450007
2 Educational Technology Equipment Management Centre of Henan Province, Zhengzhou, China 450007
锅炉与锅炉房工艺是建筑环境及设备工程(简称建环)专业的专业限选课,主要研究如何安全可靠、经济有效地将燃料的化学能转化为热能,进而转换为蒸汽(或热水)以满足生产、生活的需要。通过本课程学习,学生应具备锅炉与锅炉房工艺的基本知识,能够合理选择锅炉及锅炉房设备,初步进行锅炉房设计。
目前,工业锅炉作为工业及民用的用热之源,在国民经济建设中起着十分重要的作用。随着科技的不断进步,社会经济的快速增长,工业锅炉技术的日新月异,高效、节能、环保概念的提出,锅炉及锅炉房设备在理论与实践中发生了很大的发展,该课程的教学要求也遇到新挑战。
为此,教师应该针对该课程的特点及社会需求变化,对课程体系、教学内容、教学手段与方法及考核方式进行教学改革,以增强教学效果。
1 优化课程体系
目前,该课程普遍选用的教材是由同济大学吴味隆等编著、中国建筑工业出版社出版的《锅炉及锅炉房设备》(第四版)。该教材属于高等学校建筑环境与设备工程专业系列教材,自初版至今已经先后印刷30余次,深受全国高校建环及相关专业的师生与工程技术人员欢迎,其主要阐述锅炉工作过程的基本理论和设计的计算基础及方法。在具体教学中,虽然各校可依据自身情况进行取舍删减,但作为建环专业提供热源的课程,主要是如何高效、节能、环保地为用户提供所需热媒,内容应偏重于对锅炉房工艺掌握,对锅炉工作过程的基本理论和设计计算要求不高。然而,由于该教材内容主线是围绕锅炉展开而非锅炉房工艺,有关锅炉房工艺的内容太少,且深度不够,因此该教材的课程体系已不能满足建环专业对该课程的教学要求,必须对该课课程体系进行全面整改。
在这种背景下,教师依据本校学生特点,对该课程体系进行大幅度调整。由原来的以锅炉基本理论和计算为主线,更改为以锅炉房工艺的最直接内容为主线,基于原课程,大量减少锅炉理论知识,增补完善锅炉房工艺知识。课程内容由原来的锅炉及锅炉房设备的基本知识、燃料与燃烧计算、锅炉的热平衡、燃烧设备、供热锅炉、锅炉水循环及汽水分离、锅炉本体的热力计算、锅炉设备的通风计算、锅炉受压元件的强度计算、供热锅炉水处理、运煤、除灰渣及烟气净化、锅炉房设计及汽水系统,更改为锅炉及锅炉房的基本知识、锅炉房燃料供应系统、锅炉房通风排烟系统、锅炉房汽/水系统、锅炉房工艺设计、锅炉房的热工检测及自动控制系统,并且将课程名称由传统的锅炉及锅炉房设备更改为锅炉及锅炉房工艺。
2 完善课程教学内容
2.1 及时补充反映国内外锅炉技术的新进展、新成果、新设备
随着科技发展,国民经济水平提高,新技术、新成果、新设备不断涌现,锅炉技术也得到相应的提高,这就要求课程教学也应该与时俱进。然而学生使用的教材都具有一定的滞后性,不能及时反映国内外锅炉技术的新进展、新成果。故要求教师应跟踪本学科的发展动态,及时把经过检验的新技术、新成果、新设备及有关发展趋势融入教学内容,弥补教材内容的不足,使之保持新鲜的生命力。由于目前锅炉技术要求向节能、高效、环保的方向发展,教师在教学过程中对锅炉排污水的回收利用、烟气余热回收、高效除氧、变频调速技术等提高锅炉效率的新技术等知识在课堂上进行有益的补充,比如及时补充高效除氧技术。
除氧器作为锅炉房的关键设备之一,如果除氧能力差,不仅给锅炉设备造成严重腐蚀、降低使用寿命,还会影响锅炉及热力系统安全性。对于大气式热力除氧器,教材中只介绍了传统的热力喷雾型除氧器,对于新型的旋膜除氧器则没有提及。然而作为一种新型除氧器,旋膜除氧器因除氧效率高,耗能少,目前已得到广泛的使用和推广。因此,教师在教学中及时补充,重点讲解旋膜除氧器内容,对于传统的热力喷雾除氧器,以课外作业的形式留给学生自学。
2.2 及时补充燃油、燃气设备与系统方面的知识
由于城市环境保护方面的要求,许多城市均在一定程度上限制燃煤锅炉的使用。目前,《锅炉及锅炉房设备》阐述的内容基本上围绕煤锅炉展开,针对气锅炉、油锅炉的讲述内容偏少,而在实际的供热工程中,锅炉房工艺布置和设计往往是针对气锅炉、油锅炉而进行的。因此,该课程应对燃油、燃气设备与系统的基础理论及专业知识进行大量补充。目前,该校的锅炉及锅炉房工艺课程不仅增补了燃油、燃气的燃烧计算、燃烧设备、燃料供应系统等知识,同时,该课程教学内容也是围绕燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉3种形式的锅炉展开的。
2.3 及时补充锅炉有关的国家新标准、新规范、新规程
锅炉与锅炉房工艺作为建环的主要专业课,具有很强的实用性,因此,在教学过程中需及时补充新规范、新规程的重要内容,保证学生及时正确地掌握国家标准。对于锅炉房应遵循《锅炉房设计规范》《蒸汽锅炉安全监察规程》《热水锅炉安全监察规程》《工业锅炉水质》《锅炉大气污染物排放标准》《工业三废排放试行标准》《工业企业设计卫生标准》等常用标准及规范,教师及时将最新内容传达给学生。如在讲第七章锅炉房的布置时,涉及锅炉房设计规范内容,课本只讲述了旧规范的“区域锅炉房”布置部分,对于新规范内“为某一建筑或建筑群体服务的锅炉房”,教材中没有提及,但实际工程中却经常用到。因此,在课堂中及时补充该部分内容,使学生对该部分知识有了全面正确的了解和掌握。
3 改善课堂教学方法和手段
3.1 使用多媒体教学手段
随着教学改革的不断深入、授课学时的压缩以及计算机科学应用的发展,现代教学媒体技术在教学中的应用越来越体现出其优越性。而多媒体技术也的确以其强大的音像动画功能和活泼的形式为传统的课堂教学注入新的活力。锅炉及锅炉房工艺课程具有设备结构笨重复杂、工作原理与流程复杂乏味、公式偏多等突出特点。如果全凭教材插图和文字来讲解,学生缺乏具体的感性认识,容易导致模糊理解,甚至失去学习兴趣。因此,必须创建一个优秀的教学课件,课件中引进现代教育技术和多媒体素材,将过去难以形象说明的公式、原理清晰地表达给学生,将结构复杂、配件繁多的锅炉及锅炉房设备以图、文、音、像并茂的形式展现给学生,即增加课堂教学趣味性,亦可充分调动学生的积极性和主动性,增强教学效果。
例如,对于本课程的主要设备锅炉,其工作特点决定了它必须封闭使用,而且不能拆卸,学生即使到现场参观也只能看到锅炉外观,对其内部结构的了解则只能根据书本上的知识及插图去想象,很难有感性的认识。同时,由于锅炉结构复杂很难理解,如果教师在讲课的过程中,仅仅利用书本上有限的信息,即便是再好的口才,也很难让学生明白,教学效果可想而知。为此,教师找来锅炉安装时的图片及录像,并将锅炉内部主要结构图做成可以展开的Flas,在课堂上借助于多媒体技术播放给学生看,使学生对锅炉本体结构的理解有了很大提高。
3.2 采用案例教学方法
工程实例不仅提高学生学习兴趣,还可以增强学生学习的积极性、主动性。锅炉及锅炉房工艺作为一门应用性、实践性很强的课程,如果适时地增加案例教学,在教学中能够结合一些工程实例,对实际案例进行介绍和剖析,非常有助于学生学习兴趣和课堂教学效果的增强。例如,在讲解第四章锅炉房通风排烟系统时,教师首先引入三门峡金渠制药厂锅炉房设计工程实例,通过讲解该工程的CAD图,引导学生了解锅炉房通风排烟系统工艺流程及设备组成,顺势引出该章的教学目的和要求,最后讲解重点内容。通过这种方法,不仅使本章教学内容变得直观明了、脉络清晰,同时学生学习起来也更有目标及针对性,授课内容更容易被接受。
4 探索与改革课程考核方式
考试是学校教学中最基本、最重要的教学质量测定和检验方式,也是关系教学质量的重要环节,是不可缺少的环节。传统单一考试方式,只注重学生对理论知识掌握,不注重能力的培养,已经不适应当今知识与能力并重的人才培养理念,因此,要求教师根据课程特点采用闭卷考试、开卷考试、论文、实验、实习、调研报告、作品等灵活多样的考核方式。鉴于此,锅炉及锅炉房工艺采取开卷考试。同时,为了体现公平公正、全过程考核(即从开始到结束、从课内到课外均考核)及重能力、重素质的考核原则,该课程最终成绩采用平日成绩和卷面成绩相结合的综合评定方法,并有意识加大平时成绩比例,平日成绩与期末成绩各占50%。平日成绩组成:考勤占20%,课堂提问占5%,实验占20%,作业占5%。试卷要求:试卷一般为5道综合分析题,主要目的是考查学生知识面宽度及深度,考查学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。虽然为开卷考试,要想在规定的2小时内完成并不轻松,要想得到高分也并不容易。这样做的目的是为了避免学生轻视该课程学习,激发其进取意。通过几年实施证明,效果良好。
5 结论
锅炉及锅炉房工艺的教学应随着科技的发展、社会需求的变化,从课程体系、教学内容、教学手段与方法以及考核方式等方面进行教学改革,增强教学效果,才能培养出适应社会发展需要的高级应用型技术人才。
参考文献
[1]吴味隆,等.锅炉及锅炉房设备[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.