船舶輔鍋爐水垢及爐水處理

1、重慶交通大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2010屆航運(yùn)工程系畢業(yè)生論文論文題目：船舶輔鍋爐水垢及爐水處理 班 級(jí)：10輪機(jī)七班 姓 名：左學(xué)濤 指導(dǎo)教師：譚顯坤 日 期：2013年6月1日 電 話重慶交通大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院航運(yùn)工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告專業(yè)： 輪機(jī)專業(yè) 班級(jí)： 10輪機(jī)七班 姓名： 左學(xué)濤 學(xué)號(hào)： 081101217030 論文（設(shè)計(jì)）題目： 船舶輔鍋爐水垢及爐水處理 論文（設(shè)計(jì)）綱目： 一 水垢的形成、性質(zhì)及危害二 水垢防治及爐水處理方法2.1防垢劑的主要成分2.2采取的措施三.輔鍋爐水垢防治新技術(shù)及輔助方法四結(jié)束語 參考文獻(xiàn) 致謝論文（設(shè)計(jì)）開始日期 2013

2、年 6月 1日 指導(dǎo)教師 譚顯坤 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)語專業(yè)： 輪機(jī)專業(yè) 班級(jí)： 10輪機(jī)七班 姓名： 左學(xué)濤 學(xué)號(hào)： 081101217030 題目： 船舶輔鍋爐水垢及爐水處理 論文（設(shè)計(jì)）篇幅： 圖 紙 張 其他附件 指導(dǎo)教師評(píng)語： 論文成績(jī) 指導(dǎo)教師 年 月 日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）交叉評(píng)語一、交叉評(píng)閱評(píng)語 二、評(píng)閱成績(jī)的評(píng)分論文評(píng)閱成績(jī)參考標(biāo)準(zhǔn)論 文設(shè) 計(jì)內(nèi)容正確性，方案可行性，論證嚴(yán)密性和獨(dú)創(chuàng)性；數(shù)據(jù)處理能力，計(jì)算能力，分析解決問題能力；文字表達(dá)能力及附件質(zhì)量。工藝及過程論證、計(jì)算的正確性和嚴(yán)密性，方案可行性、創(chuàng)新性；數(shù)據(jù)處理能力，計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、分析解決問題能力；設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量，文字水平及

3、其他附件質(zhì)量。給定成績(jī)： 交叉評(píng)閱教師簽字 年 月 日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘要 題目名稱船舶輔鍋爐水垢及爐水處理指導(dǎo)教師譚顯坤承擔(dān)人姓名左學(xué)濤航運(yùn)工程系輪機(jī)專業(yè)七班 摘 要【內(nèi)容提要】此文結(jié)合船舶輔鍋爐的實(shí)際，論述了鍋爐水垢的形成、性質(zhì)和危害，說明防治水垢的重要性和必要性。提出了通過加防垢劑對(duì)爐水進(jìn)行處理的具體方法，還對(duì)目前國(guó)外在船舶輔鍋爐水垢防止方面的新技術(shù)作了介紹?！娟P(guān)鍵詞】船舶輔鍋爐，鍋爐水垢，爐水處理，爐水分析 簽名： 年 月 日 指 導(dǎo) 教 師 意 見是否能參加畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘要 題目名稱船舶輔鍋爐水垢及爐水處理指導(dǎo)教師譚顯坤承擔(dān)人姓名左

4、學(xué)濤航運(yùn)工程系輪機(jī)專業(yè)七班 摘 要Maintenance of diesel engine piston【 abstract 】 this article combined with Marine auxiliary boiler practice, this article discusses the formation of the boiler scale, the nature, and the harm that control the importance and necessity of scale. Put forward by raising the inhibition a

5、gent on the boiler water processing methods, also with at present abroad in Marine auxiliary boiler scale to new technology is introduced. Keywords: Marine auxiliary boiler, boiler scale, furnace water treatment, boiler water analysis 簽名： 年 月 日 指 導(dǎo) 教 師 意 見是否能參加畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯記錄項(xiàng)目記

6、錄成績(jī)自述答辯組提問答辯組成員答辯時(shí)間答辯組組長(zhǎng)簽名畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯評(píng)定一、評(píng)語（根據(jù)學(xué)生答辯情況及其論文質(zhì)量寫出綜合評(píng)價(jià)） 二、 答辯成績(jī)的評(píng)分答辯成績(jī)?cè)u(píng)分參考標(biāo)準(zhǔn)論 文設(shè) 計(jì)能否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)正確地作出報(bào)告；語言表達(dá)能力、相關(guān)知識(shí)和問題的理解、掌握情況。能否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)正確地作出報(bào)告；語言表達(dá)能力，對(duì)相關(guān)知識(shí)和問題的理解、掌握情況。給定成績(jī)： 答辯小組負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日 船舶輔鍋爐爐水垢及爐水處理Maintenance of diesel engine piston班級(jí)：2010級(jí)輪機(jī)工程技術(shù)7班 姓名：左學(xué)濤【內(nèi)容提要】此文結(jié)合船舶輔鍋爐的實(shí)際，論述了鍋爐水垢的形成、性質(zhì)和危害，

7、說明防治水垢的重要性和必要性。提出了通過加防垢劑對(duì)爐水進(jìn)行處理的具體方法，還對(duì)目前國(guó)外在船舶輔鍋爐水垢防止方面的新技術(shù)作了介紹?！娟P(guān)鍵詞】船舶輔鍋爐，鍋爐水垢，爐水處理，爐水分析【 abstract 】 This article combined with Marine auxiliary boiler practice, this article discusses the formation of the boiler scale, the nature, and the harm that control the importance and necessity of scale. Pu

8、t forward by raising the inhibition agent on the boiler water processing methods, also with at present abroad in Marine auxiliary boiler scale to new technology is introduced. 【Keywords】 Marine auxiliary boiler, boiler scale, furnace water treatment, boiler water analysis.前言 在內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力裝置的船舶上，為了加熱燃油、滑油、主

9、機(jī)暖缸、驅(qū)動(dòng)輔助機(jī)械及生活雜用等需要，都設(shè)有小型低壓輔助鍋爐，以供給蒸汽和熱水。然而，我國(guó)一些船齡較長(zhǎng)的船舶，由于設(shè)備上的落后及船員管理上的不重視，往往鍋爐水處理不規(guī)范或者不到位，造成鍋爐換熱面上結(jié)垢嚴(yán)重。這樣不僅浪費(fèi)了燃油，而且要經(jīng)常停爐清垢，有時(shí)還要酸洗，既費(fèi)勞力，不經(jīng)濟(jì)，又要影響船舶的正常航行，甚至因?yàn)樗肝：﹀仩t而造成事故。所以，船舶輔鍋爐的爐水處理日益成為急需解決的問題。1. 船舶輔鍋爐的作用及特點(diǎn) 鍋爐是通過燃燒把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，是鍋爐內(nèi)的水變成水蒸氣或熱水的設(shè)備。在以柴油機(jī)為主機(jī)的船上，鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽僅用于加熱燃油、滑油及滿足日常日常的需求，或驅(qū)動(dòng)蒸汽輔機(jī)，這種鍋爐稱

10、為輔鍋爐。 柴油機(jī)干貨船一般設(shè)1臺(tái)產(chǎn)生壓力為0.51.0 MPa的飽和蒸汽、蒸發(fā)量0.42.5t/h的輔鍋爐。在以柴油機(jī)為主機(jī)的油船上，因?yàn)榧訜嶝浻?、?qū)動(dòng)貨油泵等蒸汽輔機(jī)以及洗貨油艙等需要大量蒸汽，一般都設(shè)2臺(tái)輔鍋爐，蒸發(fā)量常在20t/h以上。以柴油機(jī)為主機(jī)的大型客船，一般也設(shè)2臺(tái)輔鍋爐，以滿足日常生活所需的大量蒸汽，萬一1臺(tái)損壞也不至嚴(yán)重影響船員和旅客的日常生活。圖 1 輔鍋爐2 水垢的形成、性質(zhì)及危害 在鍋爐給水中含有一定量的鈣、鎂鹽類，這種鹽類尤其共同特性：（1）其溶解度較??； （2）其溶解度隨水溫升高而下降 （3）易從爐水中拆出而變成難溶的鹽類。 當(dāng)給水加入鍋爐內(nèi)垢，水溫逐漸升高，這時(shí)

11、鈣、鎂鹽的溶解度也逐漸下降，達(dá)到飽和以后，水溫繼續(xù)升高，就有鹽類沉淀出來。另外，水在鍋爐內(nèi)不斷蒸發(fā)，蒸汽一般不帶鹽或鹽很少，造成爐水不斷濃縮，特別鍋爐傳熱面附近爐水受熱多，濃縮更嚴(yán)重，所以，在鍋爐傳熱面上沉淀出連續(xù)的鈣鎂鹽結(jié)晶結(jié)構(gòu)。這些沉淀物在鍋爐內(nèi)有兩種形式存在：（1） 形成水垢，水垢很堅(jiān)硬，牢固地附著于鍋爐傳熱面上（2） 形成沉渣，它又分為兩種：一是流動(dòng)行的沉渣，可隨水流動(dòng)，可用排污的方法去除掉；二是粘性的沉渣，易粘結(jié)于管子斜度小或水流速度低的地方，當(dāng)它又受熱后會(huì)形成二次水垢。 水垢按其化學(xué)成分，又可分為四種：（1） 碳酸鹽水垢，其成分主要是鈣、鎂的碳酸鹽，以碳酸鈣為主，此種水垢在換熱面上

12、常生成硬垢。在鍋爐中，由于水沸騰的擾動(dòng)，并且爐水堿性甚強(qiáng)，它常成松軟沉渣而隨排污排除。（2） 硫酸鹽水垢，其成分主要是硫酸鈣，這種水垢很堅(jiān)固密實(shí)，主要在鍋爐中生成，不易去除。（3） 硅酸鹽水垢，其成分主要是硅酸化合物，這種水垢最為堅(jiān)硬，通常在鍋爐蒸發(fā)率最大的傳熱面上產(chǎn)生，如爐膛。（4） 混合水垢，是上述各種水垢的混合物。 水垢的存在對(duì)鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行危害很大，主要有：（1） 水垢導(dǎo)熱性能很差，它的導(dǎo)熱能力只有鋼鐵的1/30-1/50，有水垢存在就會(huì)使受熱面?zhèn)鳠嵝Ч儾?，因而使排溫增高鍋爐熱效率下降，增加能耗。（2） 由于傳熱效果變差，以致引起受熱面金屬的過熱，因而降低了機(jī)械強(qiáng)度，使管壁起包

13、或出現(xiàn)裂紋。（3） 水垢附在鍋爐受熱面上，特別是管內(nèi)水垢，難于清除，增加了檢修的費(fèi)用，不僅耗費(fèi)人力、物力，而且會(huì)使受熱面受到損傷，引發(fā)鍋爐腐蝕，降低鍋爐壽命。（4） 水垢產(chǎn)生后，會(huì)減小受熱管內(nèi)部流通面積，增加了管內(nèi)的流阻，破壞爐水正常工作循環(huán)，而使管子燒壞。3 水垢防治及爐水處理方法 為了解決船舶輔鍋爐內(nèi)垢問題，對(duì)鍋爐的給水和爐水進(jìn)行處理可以得到減緩甚至完全避免。 目前海船上的燃油輔鍋爐都是蒸發(fā)量小，工作壓力低，這類鍋爐往往采用加防垢劑的爐水處理法，既在鍋爐內(nèi)加入防垢劑，使進(jìn)入鍋爐的給水中的硬度物質(zhì)不結(jié)硬垢而變成沉渣，再通過鍋爐的下排污加以排除。3.1 防垢劑的主要成分（1）鈉鹽，如磷酸三鈉，

14、磷酸氫二鈉，碳酸鈉及氫氧化鈉，前三種最常見，加入碳酸鈉及磷酸氫二鈉使?fàn)t水中保持一定的碳酸根CO3-2或磷酸根PO4-3離子，水中有很多正負(fù)離子，因而有很多電離子平衡關(guān)系，并且它們還相互制約，互相影響，這樣這會(huì)阻止CaSO4及CaSiO3或MgSiO3等硬垢的產(chǎn)生。 爐水中加入Na2CO3也會(huì)阻止產(chǎn)生CaSO4及CaSiO3等硬垢，而成為CaCO3松軟沉渣。但鍋爐壓力超過1.5Mpa以上時(shí)，Na2CO3就會(huì)分解，而不能保持一定的CO3-2濃度，就有生成硬垢的可能或危險(xiǎn)，在爐內(nèi)加藥品，以加磷酸三鈉（Na3PO4。12H2O）或磷酸氫二鈉（Na2HPO4。12H2O）而使?fàn)t水保持一定PO4-3濃度的

15、方法比較好，其放映如下： 3Ca(HCO3)2+2Na3PO4>Ca3(PO4)2+6NaHCO33CaSO4+2Na3PO4>Ca3(PO4)2+3Na2SO43MgSO4+2Na3PO4>Mg3(PO4)2+3NaSO4當(dāng)水溫較高、堿度較大時(shí)，磷酸三鈣變成易用排污排除的水化磷石灰【Ca10(OH)2(PO4)6】沉渣。加藥量按反應(yīng)式計(jì)算的兩以外，還應(yīng)有一定CO3-2或PO4-3過量，此過量大小憑經(jīng)驗(yàn)而定，一般PO4-3為1520毫克/升左右，爐水含鹽量越大，過量也越大。但PO4-3過量也不能過大，否則易生磷酸鎂沉淀而形成二次水垢。（3） 有機(jī)膠體，如栲膠亞硫酸紙漿廢液等。

16、其防垢原理是有機(jī)膠溶于水成膠體狀態(tài)，可以有以下作用：a. 在金屬表面上形成絕緣層，使金屬表面與形成水垢的鹽之間的靜電吸引作用完全或部分停止。b. 有機(jī)膠體包圍于鈣鹽（硫酸鈣和碳酸鈣）質(zhì)點(diǎn)的外層，使其易生沉淀。c. 堿性溶液中，有機(jī)膠體能與氧結(jié)合，也有防腐蝕的作用。實(shí)踐證明：加防垢劑的方法適用于壓力較低，水容量較大的船舶燃油火管輔鍋爐的爐水處理，效果較好，結(jié)垢1毫米左右，但松軟易除去。 但是，如果船舶輪機(jī)員管理不到位，如不能按時(shí)進(jìn)行爐水分析，或爐水指標(biāo)測(cè)定不準(zhǔn)確，防垢劑加藥有誤差，不僅會(huì)使鍋爐結(jié)垢嚴(yán)重、堅(jiān)硬，甚至可能造成鍋爐的故障或損壞。幾年前么遠(yuǎn)洋輪工作時(shí)就遇到類似的情況，該船的輔鍋爐是燃油廢

17、棄組合式鍋爐，在回國(guó)途中發(fā)現(xiàn)鍋爐產(chǎn)氣量不足，甚至影響到主機(jī)燃油的加熱，出于問題的嚴(yán)重，經(jīng)駕駛員同意決定在么港外拋錨檢修，打開鍋爐后發(fā)現(xiàn)鍋爐受熱面上結(jié)垢較厚并且堅(jiān)硬。雖然經(jīng)過洗爐后消除了鍋爐水垢，但不僅影響了船舶航行時(shí)間，而且可能還造成了鍋爐其他的不利影響。為什么防垢劑投藥量、投藥時(shí)間間隔并沒有減少，過去很好問現(xiàn)在回出現(xiàn)這樣情況呢？經(jīng)過分析，本人認(rèn)為是因?yàn)殄仩t補(bǔ)水水質(zhì)發(fā)生了變化。原來鍋爐補(bǔ)水主要用海水淡化裝置生產(chǎn)的淡水，水中礦物質(zhì)較少。當(dāng)船舶穿越印度洋時(shí)航線靠近赤道，海水溫度高，造成海水淡化裝置產(chǎn)水量急劇下降，同時(shí)，又由于船舶管系老化泄露量大，鍋爐的補(bǔ)水量較多，兩者缺口較大，所以改用港岸供給的生

18、活用水作為鍋爐補(bǔ)水，這種淡水礦物質(zhì)較多，而除垢劑的投放量又沒有相應(yīng)的增加，造成鍋爐爐水硬度增加，產(chǎn)生較多水垢也就不奇怪了。由于發(fā)現(xiàn)及時(shí)，處理得當(dāng)，才使問題得到了解決。3.2 采取的措施為防止這種情況的再次發(fā)生，我們采取了一下措施后立即取得了很好的效果。（1） 加強(qiáng)爐水化驗(yàn)，特別要求爐水硬度測(cè)定手續(xù)正確；計(jì)算準(zhǔn)確無誤。硬度測(cè)量步驟：a. 取100毫升透明水樣置于250毫升瓶中。b. 加3毫升氨-氯化銨沖液和12滴酸性鉻藍(lán)K指示劑。c. 在劇烈搖動(dòng)下，用1.01NEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由玫瑰紅色轉(zhuǎn)為紫藍(lán)色為止，記錄結(jié)果硬度=【（a*N*k）/V】*1000毫克當(dāng)量/升a 滴定時(shí)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液

19、消耗的毫升數(shù)；N滴定時(shí)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度；K所用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度系數(shù)；V所取水樣的體積。 （2）采用加防垢劑的方法進(jìn)行爐水處理。所用的方法、藥劑及加藥量如下表：表1 爐內(nèi)加藥標(biāo)準(zhǔn) 水的平均硬度 （毫克當(dāng)量/升） 加藥量（克/噸水）<1.81.8-3.63.6-5.45.4-7.07.0-9.09.0-10磷酸三鈉101520253545氫氧化鈉35791215碳酸鈉223038465365栲膠555555 諾能將磷酸三鈉及碳酸鈉用400C左右的水溶液，栲膠用700C-800C的水溶液，然后都濾除其中雜質(zhì)，則效果可以更好。（3）在鍋爐給水內(nèi)加一定量的燒堿進(jìn)行給水處理也可取的較

20、好效果。給水用堿量（克）=運(yùn)行小時(shí)*每小時(shí)給水量（噸/小時(shí)）*（給水水硬+排污率*爐水堿度）*純堿當(dāng)量。式中:給水水硬、爐水堿度單位：毫克當(dāng)量/升純堿當(dāng)量53（4） 加強(qiáng)鍋爐的排污4 輔鍋爐水垢防治新技術(shù)及輔助方法據(jù)國(guó)外資料介紹：有一種防治水垢的新技術(shù)初期水垢抑制物，它是一種多功能液態(tài)產(chǎn)品，成分是添加了磷酸鹽和防止水垢的聚合物，它實(shí)際上是一種有機(jī)泥渣結(jié)構(gòu)促進(jìn)劑、凝結(jié)劑、氧清除劑、無機(jī)沾染物分散劑和沉淀劑的綜合配合配方。用它對(duì)爐水、給水進(jìn)行處理，不僅解決了鍋爐結(jié)垢問題，而且還能防止鍋爐腐蝕，操作方便，可以取代傳統(tǒng)的多種藥劑的爐水處理方法。它的基本原理是在爐水中加入這種聚合物后，當(dāng)溶解在爐水中的生垢抗物質(zhì)剛從爐中析出時(shí)，它的結(jié)晶體就被吸收附在聚合物上，使他們處于懸浮狀態(tài)，由于它的除垢基理與傳統(tǒng)方法不同，所以效果非常好，另外，由于海水淡化裝置換熱面生垢的基理與鍋爐相同，盡管裝置內(nèi)鹽水濃度與溫度與爐水不一樣，這種技術(shù)用于防治海水淡化裝置水垢也獲得了成功。 致謝在論文完成之際，衷心的感謝譚老師對(duì)我的論文進(jìn)行悉心指導(dǎo)和幫助，譚老