锅炉种类繁多,但用于表面处理的锅炉多为小型直流锅炉或水管式锅炉。
简单来说,锅炉的作用就是用燃料加热水产生蒸汽,然后将蒸汽输送到被加热对象对其进行加热,也就是以水为媒介,将燃料所具有的热能传递到加热对象的热交换器。
【图1】表示直流锅炉的原理。由给水泵送至锅炉水管中的水,在被称为省煤器的余热回收部分进行预热。然后,随着水从锅炉燃烧室的最低温部分前进到最高温部分,它会在管内沸腾,称为水与蒸汽共存的状态。混合物进入汽水分离器后,水因重力作用而落下,返回给水泵。
分离掉水分的蒸汽被进一步加热,成为“过热蒸汽”,经主蒸汽阀送至加热对象。
如【表1】所示,由于直流锅炉的水箱储水量小,所以可以在很短的时间内产生优质蒸汽(干燥、高能量)。
【表1】直流锅炉的水箱储水量、浓缩倍数示例
对应蒸发量(kg/hr) | 500 | 600 | 750 | 1000 | 1200 | 1500 |
水箱储水量(L) | 80 | 115 | 115 | 118 | 120 | 125 |
浓缩倍数 | 6.25 | 5.22 | 6.52 | 8.47 | 10.0 | 12.0 |
因此,作为锅炉的节热措施,对燃料、锅炉水、锅炉储水(锅炉内的水)、蒸汽、废气、排水等的管理以及燃烧管理非常重要。【表1】中的浓缩倍数是指,当锅炉运行1小时后,锅炉水中的杂质会被浓缩为这一倍数,如果不彻底去除水箱储水以及给水中的杂质(Ca、Mg、硅酸盐及氯、氧气等),就会发生水管堵塞及腐蚀。为此,必须进行供水管理和锅炉储水管理,对于供水应使用离子交换树脂进行脱盐和脱气处理,对于锅炉储水则应定期进行吹除(排出)处理。
对于燃料的关注点不仅仅在于单价低,还需要综合考虑单位重量热值高、易于进行燃烧管理、不含大气污染物、锅炉热效率高等因素进行选择。