鑄鐵鍋爐

鑄鐵鍋爐是一種將燃料燃燒，使其中的化學能轉變為熱能，並將此熱能傳遞給水（也可能是其他工質），使水變為具有一定壓力和溫度的帖蒸汽或熱水的設備。鍋爐是火力發電機組的關鍵設備，也廣泛套用於各種工業企業和生活中。

基本介紹

• 中文名：鑄鐵鍋爐
• 作用：化學能轉變為熱能
• 領域：工業企業和生活
• 類型：工業設備

使用原理

鑄鐵鍋爐的廣泛使用，以及受到市場的推崇，了解鑄鐵鍋爐的使用原理，更好的把握使用方法，讓溫暖伴隨著時間慢慢消化。

鑄鐵鍋爐包括鍋和爐兩大部分，鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器，爐是指燃燒燃料的場所。鑄鐵鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為生產和生活提供所需要的熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鑄鐵鍋爐，主要用於生活，工業生產中也有少量套用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，又叫蒸汽發生器，常簡稱為鍋爐，是蒸汽動力裝置的重要組成部分，多用於火電站、船舶、機車和工礦企業。鑄鐵鍋爐承受高溫高壓，安全問題十分重要。即使是小型鍋爐，一旦發生爆炸，後果也十分嚴重。因此，對鍋爐的材料選用、設計計算、製造和檢驗等都制訂有嚴格的法規。

以為鑄鐵鍋爐非鋼非鐵，耐腐蝕，壽命長，得到廣大的喜愛，了解他的原理可以更好地使用。

養護方法

從鑄鐵鍋爐管理方面入手

鑄鐵鍋爐使用單位要建立一個嚴密協調的科學工作管理體系。完善各項規章制度，工作人員要職責分明而相互協調。對於鍋爐保養上可能出現的問題，不是進行“把關”，而是採取“預防”措施，把缺陷和問題，消滅在萌芽中。如果要形成這樣一種完善做工作管理體系，就必須建立鍋爐保養控制點，這些是直接影響鍋爐保養效果的關鍵因素或關鍵是構成鑄鐵鍋爐保養體系的一個重要環節。管理供應針對管理工作中所出現的問題進行必要的行政管理及技術管理，保證保養工作能嚴密協調地開展起來，以達到防止鑄鐵鍋爐腐蝕，提高鍋爐安全壽命的目的。管理工作中可以以下幾點入手：

1.加強司爐工素質培訓

要對司爐工的理論技能及操作技能定期培訓，加強司爐工思想教育，要把司爐工的勞動成果同他們的經濟效益有機的結合起來，充分調動他們的工作積極性，樹立工作責任心。

2.鑄鐵鍋爐停爐後，應徹底清除灰垢，對尾部受熱面，更應加強清除管理，應嚴格遵守《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》《熱水鍋爐安全技術監察規程》等有關規定。

3.加強鑄鐵鍋爐停爐後的保養監督工作，這就要求管理人員要有愛崗敬業的責任心。

常用的鑄鐵鍋爐停爐保養方法

目前，各鑄鐵鍋爐使用單位常用的保養方法有：乾法保養和濕法保養。鍋爐停爐期間所受到的腐蝕主要有氧化腐蝕。氧化腐蝕的存在條件是氧氣和水。各鍋爐使用單位為了方便一般都採用乾法保養和濕法保養。

乾法保養的目的是要隔絕外界水或蒸汽進入鍋爐內部，保證爐內乾燥，從而達到消除鍋爐腐蝕的水存在條件。

具體操作如下：

(1)保養前必須先清除鍋爐內水垢及受熱面的菸灰，烘乾金屬水分。

(2)對於長期停用的鍋爐，鍋爐房還要防雨.防潮.還應在爐內塗刷鍋爐防鏽漆，在爐外紅丹，還應將附屬設備清刷乾淨。

(3)除在鑄鐵鍋爐，集箱內放置乾燥劑外，還應在爐膛.煙道等地放置乾燥劑。

(4)每立方空間放1—2公斤無水綠化鈣或2---3公斤生石灰

(5)關閉鍋爐所有孔.門.嚴絕外界空氣進入。

(6)乾燥劑應每1月定期檢查一次，如發現乾燥劑失效應立即更換。

與傳統停爐保養方式相比，鹼液法加外部乾燥劑法不僅在停爐期間保護了鍋爐本體，還對整個採暖系統都實行了保護。同時更換爐膛的乾燥劑比更換上下鍋爐中的乾燥劑更容易的多。

受熱操作措施

積灰過程線上監控結論採用多變數統計過程控制(MSPC)進行積灰狀態的實時監控，是採用統計的方法對積灰可能影響的參數進行綜合分析，排除了各種故障信號對積灰狀態判斷的干擾，同時也克服了鑄鐵鍋爐用數學模型預測積灰情況時遇到的一系列困難，是一種積灰狀態實時監控的新方法。

隨著沉積與剝蝕之間達到動態平衡狀態時，灰垢的熱阻就保持在一個定值Rf。

1、吹灰特性吹灰會使積灰的厚度減少，鑄鐵鍋爐換熱性能提高，流過換熱設備的壓降減少。這會表現在排煙溫度下降，熱效率上升。因此吹灰的影響可以表示為運行費用隨吹灰時間而下降，將這種規律稱為吹灰特性。

(1)積灰量均攤在管外四周上，即積灰在管外的厚度相等;

(2)假定積灰與流體的界面溫度ts在圓周方向上相同，且不沿流程變化;

(3)流體沿流動方向上溫度變化不大，可認為其物性不變。

爐管內側入口溫度;t0爐管內側出口溫度;m工質的質量流量;Cp工質的平均比熱容;tg煙氣平均溫度;g煙氣對流係數，它是煙氣的Re、Pr和管外徑的函式;F受熱面的傳熱面積。

吸熱量與清潔受熱面的吸熱量的比值：CF=Q0式中：Q換熱面的實際換熱熱量;Q0在受熱面清潔，其他條件相同的情況下的換熱熱量;CF清潔因子，表示換熱面的污染狀態。

2、模型分析以上介紹的灰污表征方法，都可以直接或間接監測，現代大型鑄鐵鍋爐都有DCS或DAS數據採集系統，都可以線上實時為灰污監測提供必備數據來源。且分別在不同的場合得到了套用，但這些灰污表征方法存在著一定的缺陷，首先這些灰污表征方法是在一定的假設條件下成立，與實際的使用環境存在很大的區別;其次理論和實際都證明積灰必然會如模型所描述的影響排煙溫度、換熱量等參數，但氧含量、熱負荷、燃料流量等的變化也會產生同樣的效果，積灰模型不能證明積灰產生的充分性;再次在使用過程中，感測器誤差或實驗誤差無法排除而影響了灰污監測的結果。

3、基於主元分析的線上測量要能有效地監測積灰，目前還存在許多困難面，由於積灰過程非常複雜，利用數學模型預測積灰情況，要通過實驗來確定模型參數，積灰理論有待進一步完善;另一方面測量儀表的精度和安裝數量受到限制，由實驗測量得到的大量現場數據必不可少地存在著隨機誤差和過失誤差。這2類誤差將嚴重影響對積灰的精確測量。針對這些問題，本文提出的多變數統計過程控制(MSPC)是一種重要的基於數據的過程監控方法，它不需要知道生產過程的精確模型，只需要根據生產過程採集的數據，利用主遠分析(PrincipalComponentAnalysis，PCA)等多元投影方法將過程數據和質量數據的主要特徵提取出來，將高維的原始數據壓縮成低維特徵數據，既保留了生產過程的重要信息，又摒棄了冗餘信息，排除了偶然誤差的影響，是一種用於實現過程監控的高維數據分析的

3.1測量原理經過對換熱設備受積灰狀態影響程度的分析，可確認隨著積灰的增加，均導致了加熱設備換熱能力下降，排煙溫度升高、壓降增大、燃料消耗量增加，熱效率生。在過程生產中第i時刻的SPE為平方預測誤差值Q(又可用SPE表示)可由下式確定：SPE=%nj=1(Xij-X^ij)=Xi(I-pkpTk)XTi式中：Xii時刻第j個變數的測量值;X^iji時刻第j個變數的主元模型預測值。

當T2i值和值超出控制限時，則可判定發生了故障，防止對積灰狀態的錯誤判定。

3.2實例某加熱爐的餘熱鑄鐵鍋爐採用蒸汽吹灰系統除灰，在除灰過程的DCS系統中，與積灰狀態相關的參數有工質進出口溫度、壓力流量，對流室排煙溫度、壓力、熱負荷氧含量等24個，前500個採樣點為清潔狀態，將此500組採樣數據，建立主元分析模型，用它來監測其後1000個時刻的積灰狀態。由於前5個主元的方差累計和百分比為77.23%，故取主元個數為k=5.如所示，T2統計量的變化與積灰熱阻的變化規律相似，隨著積灰量熱阻的增加，T2統計量同時增加，在第950個採樣點附近積灰層基本達到動態平衡，在監測過程中，第740、1100採樣時刻T2、SPE統計量發生了突變，這些時刻正是過程變化中發生故障的時刻。如對740採樣點畫出各參數平方預測誤差值的直方圖，發現第19個採樣參數的偏差較大，對照此參數的變化曲線自740採樣時刻，它開始明顯減小，出現了故障。

發展方向

現有的鑄鐵鍋爐技術可以通過精心設計和恰當的調整使上述兩種污染物的排放達到新的標準。鑄鐵鍋爐可以在燃燒過程中控制NOx和SOx的排放，以對NOx的控制為例，其控制能力通常認為要好於CFS技術對NOx的控制能力，但還是明顯低於尾部脫硝技術對NOx的控制能力。這意味著在現有環保政策下，大型循環流化床技術同其它燃燒型式的電站鍋爐相比具有優勢。

根據各地經濟發展和煤炭資源分布的地域性特點，任何一種鍋爐技術都不可能獨領風騷。從可持續發展的角度看，鑄鐵鍋爐未必能夠成為將來潔淨煤發電技術的主流，但是一定是現有主流潔淨煤發電技術的重要補充。

現代電站鍋爐發展的趨勢是高參數、大容量。煤粉燃燒鍋爐在這方面已經邁過了超臨界和超超臨界兩個門檻。鑄鐵鍋爐在未來要想在電站鍋爐中占有一席之地，高參數、大容量化是必經之路。

鑄鐵鍋爐(CFB)燃燒技術是一項近20年來發展起來的燃煤技術。它具有燃料適應性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、負荷調節比大和負荷調節快等突出優點。自循環流化床燃燒技術出現以來，鑄鐵鍋爐已在世界範圍內得到廣泛的套用，大容量的循環流化床電站鍋爐已被發電行業所接受。我國集中於中型CFB的研製與開發，目前已完全商業化。

但是，當環保規定進一步嚴格時，鑄鐵鍋爐目前所具有的對污染物的控制優勢將蕩然無存，循環床鍋爐將不得不和傳統的煤粉燃燒鍋爐一樣增加尾部脫硝裝置。此時如果考慮鑄鐵鍋爐初投資成本大的因素，那么無論從經濟性角度還是從環保角度，鑄鐵鍋爐將不具備和常規煤粉鍋爐競爭的優勢，也就不可能成為未來電力行業的主力機組。

注意事項

1.燃燒器的維修

鍋爐及燃燒器的維修應由專業技術人員進行。

開始維修前，請維修人員出示有關執照。

最好在供暖期結束後而不是供暖期開始時進行維修。因為燃燒產物（尤其是硫酸）會腐蝕鍋爐，因此不可讓燃燒產物在鍋爐記憶體留時間過長。

鍋爐運行期間，應定期檢查。如發現運行不良，應及時通知維修人員。

注入新的燃油後，應及時檢查煙道系統。

2.鍋爐的清潔

鍋爐的清潔很簡單。打開燃燒機門。拆下後部外殼面板，擰開鍋爐後側清潔口的螺絲。

用Ф18鋼絲刷清潔燃氣管道。用軟毛刷請潔燃燒室。

清除鍋爐內的殘渣，擰上清潔口的螺絲，關上燃燒機門，檢查密封圈是否完整。

3.防凍

如果鍋爐安裝在溫度低於0℃的地區，必須採取以下防護措施：

如果鍋爐房在室外，將室內溫度降到15℃或18℃，使鍋爐整天運行。如果房間內長時間無人，應將鍋爐內的水排空。

4.陰極保護

鍋爐各部件由不同材質構成（比如鑄鐵、銅、鋁等）。為了防止電化學腐蝕，必須採取陰極保護措施。

5.排污

鍋爐底部排污很重要，可以防止煙氣凝結。煙氣凝結是由於煙氣（柴油或天然氣）中含水及煙氣溫度過低。燃燒1kg柴油產生1。04kg水。這些水分一部分從煙囪排出，一部分被煙囪壁吸收，剩下的則沉積在煙囪底部。產生的水量受以下因素影響：

煙氣溫度（效率達91%，煙氣溫度需達170℃）

煙囪的總表面積，煙囪的材質及煙囪的保溫情況。

性能特點

耐用
堅固耐用的特種材質，壽命50年以上
環保
採用多個不鏽鋼筒式燃燒器，減低氧化氨的形成量
效率
“三回程”換熱系統，更節能
外殼
所有外殼都經過防鏽處理，並採用環氧樹脂噴塗，並經過1800℃高溫烘乾，經久耐用，永不褪色
保溫
爐體周圍3600全方位包有60mm超厚保溫層，有效減少熱量損失
氣閥
採用比例調節氣閥設計，燃氣分配更加合理，熱量分配更加均勻，熱水恆溫輸出(燃氣鑄鐵帕格斯系列)
排煙
最最佳化排煙設計，以及排煙溫度保護，提高鍋爐熱效率，與大氣連通保證鍋爐安全性。
操控
所有參數的設定，均可在控制臺通過顯示屏直接調節，無需額外的工具。快速方便。
自動
加裝室外溫度感測器，鍋爐根據設定曲線，將功率自動根據室外溫度調節，在保證舒適的同時又節能20%以上
節能
歐洲Direttiva 92/42 EEC節能標準，由歐洲專業的節能實驗室評定，星級越高，節能等級越高
接口
設計實現高溫採暖循環標準接口以及低溫採暖循環標準接口，同一台設備，即可接高溫採暖系統（例如散熱器採暖）又可接低溫採暖系統（例如地板採暖），增加了對採暖系統的適配性
拆卸
外殼由活性連線插銷連線，無需工具即可自由拆卸、安裝
拆裝
採用模組化組裝方式，產品甚至可以被拆開運輸，到達目的地後就地組裝（例如，有著狹小入口的地下室）。只需拆開前面板，就可以接觸到內部結構，馬上開始售後工作
水箱
可接生活熱水換熱水箱
模組化　通過選用模組控制器，可實現多台串聯運行。數台鍋爐連成一個機組，執行中央控制，根據實際所需負荷運行相應的鍋爐，機組之間的運行順序可以自動調節。

優點分析

鑄鐵鍋爐，分為燃氣和燃油式，不同於鋼製工業鍋爐使用的碳素鋼或者其他鋼製材料，其本體採用鑄鐵製造。並採用大氣預混式燃燒方式。

相較於鋼製鍋爐有以下優點：

1、使用壽命長

因使用鑄鐵材料，一般設計壽命超過50年，多數產品的實際使用壽命都超過40年，鋼製鍋爐的壽命一般在20年左右。

2、免備份

一般鋼製鍋爐需要額外一台做備份鍋爐。燃氣鑄鐵鍋爐模組化運行，當其中任意一台出現故障，都不會影響其他鍋爐的正常運行。

3、故障率低

維修率低於鋼製燃氣鍋爐。

4、節能效果出色

燃氣鑄鐵鍋爐系統可根據室內外隨時間的變化而產生的溫度的變化，自動調節各個模組鍋爐的出力，讓供熱需求和熱供給始終保持平衡，與大型單體鍋爐相比，可節能30%左右。

5、可適應複雜環境

普通鋼製鍋爐無法適應一些潮濕、腐蝕的環境，在這些環境中其使用壽命會大大降低，而燃氣鑄鐵鍋爐則不受環境影響。

6、安全性能好

燃氣鑄鐵鍋爐按常壓鍋爐方式安裝，採用大氣式燃燒方式,其鍋爐安全性更好。

7、安裝簡單，使用面積小

缺點分析

1、因為自身鑄鐵材質的先天性原因，承壓能力弱。