将蒸汽锅炉改造成热水锅炉的措施

【摘 要 】蒸汽锅炉具有管理困难、能耗较大等缺点,与之相比,热水锅炉则相对来说比较节约能耗,其运行管理也相对简便,经济与社会效益显著.更新换代虽是必然,但是不少工厂还有为数不少的蒸汽锅炉,为了让部分锅炉继续发挥“余热”,最大程度减少浪费,将蒸汽锅炉改造为热水锅炉也是非常不错的选择.笔者在本文中以SZL10-13型蒸汽锅炉为例,探讨了将蒸汽锅炉改造成热水锅炉的相关措施.

【关 键 词 】蒸汽锅炉；热水锅炉；改造措施

【中图分类号】TU805【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0354-01

将蒸汽锅炉改造成热水锅炉不仅有利于节约能源、降低煤炭消耗量,也有利于目前低碳经济的发展.与热水锅炉相比,蒸汽锅炉具有管理困难、能耗较大等缺点,热水锅炉则相对来说比较节约能耗,其运行管理也相对简便,经济与社会效益显著.锅炉的更新换代虽是必然,但是不少工厂还有为数不少的蒸汽锅炉.为了让部分锅炉继续发挥“余热”,最大程度减少浪费,将蒸汽锅炉改造为热水锅炉也是非常不错的选择.笔者在本文中以SZL10-13型蒸汽锅炉为例,探讨了将蒸汽锅炉改造成热水锅炉的相关措施.

一、相关的原理与方法

依据工作原理的不同,将蒸汽锅炉改造成热水锅炉可以分为以下几种形式,即：

1.以“自然循环”为主要工作方式

选用“自然循环”作为热水锅炉的主要工作方式可以免去安装外部水循环动力提供装置的环节.所谓“自然循环”就是指热水锅炉内部水循环的动力由水的提供,即由温度相异的水的容重差异提供.

2.以“强制循环”为主要工作方式

安装外部水循环动力提供装置（即水泵）为锅炉的水循环提供动力.

3.以“汽水两用”为主要工作方式

所谓的“汽水两用”就是指带蒸汽空间的热水锅炉.在这种工作方式下,我们可以选用“自然分配”与“人控分配”两种方式作为水循环的方式.首先,“自然分配”的方式与“自然循环”的工作原理是一样的,根据锅炉不同受热面受热强度的差异,造成温度相异的水的容重不同,利用水的压力差来达到“自然分配”的目的,这种分配方式尤其适合水循环流量较大或者低温水循环系统.其次,“人控分配”是利用锅炉不同受热面受热强度的差异,将差异部位分为若干相互独立的环路,并把人工控制门阀安装在独立环路的入口部位,借此调整不同环路之间的循环水流量.为了更加精准地将各个环路的水温差异控制在合理的范围之内,应该在环路的出口位置出安装测温仪表.但是这种改造的缺点也是显而易见的,即改装的过程比较复杂,实际操作也比较繁琐,但是检测使可以将炉热偏差控制在10℃左右这个范围之内,那么让热水锅炉在高温系统中比较安全和可靠地运行是能够保证的.

二、以SZL10-13型蒸汽锅炉为例

某工厂现有若干台SZL10-13型蒸汽锅炉需要将其改装为热水锅炉,因为自然循环工作方式下的热水锅炉与自然循环工作方式下的蒸汽锅炉具有同样的工作原理,因此将蒸汽锅炉需要将其改装为热水锅炉不需要动“大手术”.经过改造的锅炉循环回路仍然由上下锅筒、下降管与上下联箱、上升管构成；热网回水送至上锅筒后部的进水管,热水由上锅筒前部的出水管引出送至热用户,考虑到若全部回水经过省煤器,水阻力及省煤器维护等因素,而将省煤器与锅炉本体并联运行,使部分热网回水通过省煤器再同来自锅炉本体的热水混合后,直接送给热用户.

实际的改装过程为：首先,拆除原锅炉上面的排污管、上汽包中的汽水分离器等等以及其他无用部件；其次,将原锅炉中出汽管的直径扩大为219mm,将其作为改造之后的锅炉进水管；再次,为了达到让热网低温回水比较均匀的目的,将改造后的进水管口部位设置为喇叭口形状；第三,在上锅筒前端设置一处直径为219mm的孔,将其作为改造后锅炉的出水管,为使热水能够均匀地流出出水管,笔者建议在出水管的下部位置安装一根集水管；第四,为了避免出现因为锅炉内部冷水与热水横向混流导致的锅炉水循环紊乱,也为了实现停电保护（锅炉停电时,锅炉内的热水与冷水能够通过该装置相互混合后自行调节）,笔者建议在上锅筒内部进出水管之间安装一面积为锅筒横断面积2/3的挡水板便可以轻松实现以上要求.

此次的锅炉改装具有以下优点,即改造简便、易操作、工作量较小并且经济划算.原蒸汽锅炉经过改装之后的实际运行参数如下：水量204t/h,水温70℃-95℃,工作压力为0.5 MPa,各项参数均符合原有的设计要求,其安全可靠性在日后的运行中得到检验.

三、改装过程中需要注意的问题探讨

1.需要注意对流传热差问题

一般锅炉的进水方式通常为从左、右集箱后部进水,这样的进水方式带来一个比较棘手的问题,就是筒后部水流速度非常缓慢（特别是后管板下部的水基本处于“死水”的状态）,然后这里通常又是烟气第二回程的入口位置,烟气的温度非常高（一般在900℃-1300℃左右）.

我们能够利用以下公式认识烟气放热量、温度与水的流速之间的关系（当然,它们是成正比例关系的）：

K等于ψa1等于ψ（ad+af）kcal/m2•,h•,℃,其中

K――对流传热系数；

Ψ――热有效系数；

a1――烟气对管壁的放热系数（单位：kcal/m2•,h•,℃）；

ad――烟气对管壁的对流放热系数（单位：kcal/m2•,h•,℃）；

af――烟气对管壁的辐射放热系数（单位：kcal/m2•,h•,℃）；

因为ad和锅炉烟气的温度、流速具有相关性,af和烟气温度具有相关性,因此,当锅炉内烟气温度与流速乘积最大时便是K值最大时：这时如果水循环流速快,则能迅速带走烟气热量,否则将在管孔附近产生过高的热应力和交变热应力,尤其当水汽化的情况下,汽体比水的吸热系数低得多,使管板温度上升,导致胀口漏水或焊缝拉裂,如果经常停电（水泵启停频繁）情况则更为严重.

2.锅炉改装之后的管理问题

首先,改造后的锅炉在正常的使用和运行过程中,必须要确保采暖系统处于满水而且是闭路循环的状态,水压和水量的稳定、调节可以通过膨胀水箱来完成.

其次,在水质方面,优先选用常温下（20℃-25℃）PH值＞7、水质总硬度≯0.04mg/L、含油量≤2.0mg/L、悬浮物≤5.0mg/L的水作为锅炉的循环用水.

其次,锅炉的清洁工作十分关键.定期对改造后的锅炉进行清理（可以选择清洁剂、也可以安装吹灰机）,所以的清洁工作的时机选择在停炉压火的时期为最佳.

3.锅筒内部烟管束胀缩受限问题

由于锅炉烟管束都是直的,没有膨胀补偿余地,膨胀收缩应力将集中在烟管与管板连接的胀口及焊缝这些薄弱环节上,所以锅炉在运行中产生胀口松动及焊缝裂纹等现象,由此可见,水火管锅炉改为热水锅炉具有先天不足的内在因素.

四、结束语：

蒸汽锅炉改装成热水锅炉,从理论上和实践上都是可行的,是延长蒸汽锅炉寿命减少浪费的好方法.由于锅炉型号很多,锅炉的本体结构也不尽相同,因此在实际的改装操作过程中,一定要根据锅炉的本体结构,尽量在不破坏其原有热循环的条件下,以最小的工作量进行改造,使改装费用降到最低.将蒸汽锅炉改装成热水锅炉,其水循环仍以自然循环为好,这样改装的工作量比较小,又不破坏原锅炉的本体结构,同时又符合原来的水循环.