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(guó)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(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生很多的環(huán)境問(wèn)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(guó)大力提倡生態(tài)環(huán)保，節(jié)能建設(shè)的過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)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(lèi)和危害分析

由于在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，水垢的種類(lèi)呈現(xiàn)多樣化的特征，因此本文主要總結(jié)了幾種常見(jiàn)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(jiàn)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(guò)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(wú)法在繼續(xù)增加燃料時(shí)，就需要在運(yùn)行過(guò)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(duì)鍋爐水進(jìn)行防垢操作，提高了防垢的針對(duì)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(guò)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(shuō)明鍋爐水垢晶型控制過(guò)程，碳酸鈣在溶液中的結(jié)晶過(guò)程需要經(jīng)歷5個(gè)基本過(guò)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(guò)程中形成了過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)大。在分析碳酸鈣水垢晶體的形成過(guò)程以后，通過(guò)一定的裝置和方法分析水垢晶體形態(tài)的影響因素，并對(duì)其進(jìn)行控制[3]。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)對(duì)其中影響和作用的分析掌握不同元素對(duì)水垢晶體特征的影響規(guī)律。在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)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(duì)其的影響程度。得到影響因素后，通過(guò)對(duì)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(duì)鍋爐能耗的影響評(píng)價(jià)

水垢對(duì)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(shuō)明給垢類(lèi)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(wú)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(duì)鍋爐能耗影響分析

鍋爐蒸汽量對(duì)比節(jié)能評(píng)價(jià)方法在分析水垢對(duì)鍋爐能耗影響時(shí)具有較好的表達(dá)效果，通過(guò)建立一定的模型，在相關(guān)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對(duì)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(guò)程中可以通過(guò)控制變量法設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，從而對(duì)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(guò)分析水垢的種類(lèi)和危害，說(shuō)明了鍋爐在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中可能存在的各種隱患以及不同的水垢組成下對(duì)鍋爐運(yùn)行過(guò)程中的影響是不同的。通過(guò)分析鍋爐水垢晶體結(jié)構(gòu)的調(diào)控與防治技術(shù)，說(shuō)明了水垢晶體結(jié)晶的一般過(guò)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(píng)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(píng)價(jià)研究[D].天津理工大學(xué),2013.

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