关于锅炉水垢晶体结构调控及其节能环保性能的研究

摘 要：作为农业生产和人民日常生活中的基本工具，锅炉与国民经济多个领域密切相关。然而在锅炉应用过程中也会产生很多的环境问题，影响原因之一就是锅炉水垢的形成。鉴于此，本文主要研究关于锅炉水垢晶体结构调控及其节能环保性能。

关键词：锅炉水垢晶体结构；调控；节能环保性能；研究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.061

0 引言

锅炉水垢的危害性主要表现在使用安全性、能源消耗性和污染物排放三方面，其严重的影响到锅炉设备的使用寿命以及环保节能性能。在我国大力提倡生态环保，节能建设的过程中，加强对锅炉防垢和除垢技术的研究力度是十分必要的。本文主要分析锅炉水垢的基本形式和危害，探讨锅炉水垢晶体结构的调控和节能环保性能。

1 水垢的种类和危害分析

由于在实际应用过程中，水垢的种类呈现多样化的特征，因此本文主要总结了几种常见的水垢，概述了各种水垢的特点和危害，具体内容如表1所示[1]。

锅炉结垢以后影响到了受热面的传热阻力，使燃料燃烧过程中放出的热量不能满足锅炉的使用条件，大部分热量被烟气散入到空气环境当中，不仅严重的影响了环境质量，同时也需要更多的燃料供应设备应用需求。当燃料供应到一定程度，锅炉水垢进一步增加，然而锅炉的额定蒸发量是一定的。因此，当无法在继续增加燃料时，就需要在运行过程中降低锅炉容量。

2 锅炉水垢晶体结构的调控与防治技术分析

2.1 锅炉水垢防治技术分析

锅炉水垢防治技术主要包括锅外水处理技术、锅内水处理技术以及其它的水处理技术等，不同方向的锅炉水垢处理技术包括很多有效的子技术，除了化学防垢技术以外，还有物理防垢技术，包括热力软化技术、磁化法及磁水器、高频法和高频水处理器等，与化学防垢技术相比，物理防垢技术的防垢效果更好其在结合特定物理设备的基础上对锅炉水进行防垢操作，提高了防垢的针对性，同时不会给其造成更多的影响。但是物理防垢技术在使用过程成本较高，因此其应用率较低。

2.2 锅炉水垢晶体的调控

以碳酸钙水垢为例说明锅炉水垢晶型控制过程，碳酸钙在溶液中的结晶过程需要经历5个基本过程，即在钙离子和碳酸根离子结合后形成了碳酸钙的饱和溶液；碳酸钙的饱和溶液在继续作用的过程中形成了过饱和的碳酸钙溶液；在上述状态基础上形成了碳酸钙分子簇；分子簇聚集长大形成碳酸钙结晶核。

碳酸钙结晶核形成以后，得到了碳酸钙晶粒，并渐渐长大。在分析碳酸钙水垢晶体的形成过程以后，通过一定的装置和方法分析水垢晶体形态的影响因素，并对其进行控制[3]。

实验设计过程中主要模拟了锅炉循环系统，在其基础上安装活化床，从而分析离子的相互作用和转移特征，通过对其中影响和作用的分析掌握不同元素对水垢晶体特征的影响规律。在实验过程中为了检验碳酸钙晶体的数量和聚集程度，在5%的盐酸溶液中，根据溶解情况，以及反应过程中生成的气泡数量，判断垢物含量，从而判断不同影响因素对其的影响程度。得到影响因素后，通过对其控制从而调控锅炉水垢晶体。

3 锅炉水垢节能环保性能的研究

3.1 水垢对锅炉能耗的影响评价

水垢对锅炉能耗的影响与各种水垢导热系数密切相关，当导热系数越大，说明给垢类的导热能力就越强。锅炉受热面结了大量的水垢以后会使其传热阻力进一步增大，这无疑会给锅炉造成严重的危害，进一步影响到环境性能[4]。

3.2 水垢晶体对锅炉能耗影响分析

锅炉蒸汽量对比节能评价方法在分析水垢对锅炉能耗影响时具有较好的表达效果，通过建立一定的模型，在相关数学模型的基础上对锅炉蒸汽量进行详细计算，从而判断其能耗情况，在这个过程中可以通过控制变量法设计正交实验，从而对其进行控制，保证能耗情况。

3.3 水垢环保节能性质总结

当水垢的围观晶体结构和疏松程度基本保持一致时，即在晶粒尺寸较大，晶粒之间的团聚力较小时，水垢的环保性能较好，可以在一定程度范围内控制污染物气体的排放量。

4 结论

综上所述，通过分析水垢的种类和危害，说明了锅炉在实践应用过程中可能存在的各种隐患以及不同的水垢组成下对锅炉运行过程中的影响是不同的。通过分析锅炉水垢晶体结构的调控与防治技术，说明了水垢晶体结晶的一般过程，以及基本的水垢防治技术。在上述内容基础上进一步探讨了锅炉水垢节能环保性能，并得出了一定的结论。

参考文献：

[1]明星.锅炉水垢晶体结构调控及其节能环保性能评价[D].河北工业大学，2007.

[2]韩勇.缠绕式电脉冲水处理系统阻垢效能优化关键技术研究[D].哈尔滨工业大学，2013.

[3]张东升.磁化水抑垢机理及磁化、聚天冬氨酸协同阻垢作用研究[D].河北工业大学，2006.

[4]马广蔚.工业企业锅炉系统节能效果模糊综合评价研究[D].天津理工大学，2013.