[其他]防结垢防腐蚀锅炉

说明书

本实用新型是关于正在使用中的锅炉改进和目前生产制造中的锅炉结构改进。

现在的立式锅炉，由炉壳、炉胆构成锅炉的本体；卧式锅炉，主要由水冷壁、汽包、烟管束组成。对于大中型锅炉，专门配备有软化水处理装置，采用离子交换树脂、化学药品，除去锅炉用水中的Ca^＋＋Mg^＋＋、HCO^－₃、CO^－－₃、SO^－－₄等阴阳离子，小型锅炉即使不设专门的炉外水处理装置，也要采用定期加药或煮炉的办法来防止或消除锅炉的积垢，以提高锅炉的热效率，避免造成锅炉堵管、爆管等事故发生。采用软化处理装置或上述办法，设备多、费用高、操作复杂。

本实用新型的目的在于取消炉外软化水处理设备，同时又能防止锅炉的结垢，防止锅炉产生电化学腐蚀。

本实用新型应用电场离子界面结渣防腐的理论，在目前使用中的锅炉里或正在生产制造的锅炉内，在已有锅炉结构的基础上加有保护电极。对于立式锅炉而言，保护电极固定在炉胆上，位于炉胆、炉壳之间，与直流电源装置的阳极相接，炉壳与直流电源装置的阴极相接，保护电极及其引线与炉胆、炉壳绝缘，线路中串有电流指示仪表、电源开关、工作状态下组成直流闭合电路，在保护电极的阳极极板与炉壳、炉胆构成的炉体之间形成一个电场，在电场的作用下，炉水中的阴阳离子则各自做定向运动，形成图1中虚线所示的电场离子界面，这样的结果，一是避免3HCO^－₃、CO^－－₃、SO^－－₄等阴离子在炉壳、炉胆处积聚，不会使之受到电化学腐蚀，二是避免了在炉壳、炉胆处有Ca^＋＋、Mg^＋＋和HCO^－₃、CO^－－₃、SO^－－₄之间有化合物生成而使锅炉结垢，三是创造出这样的条件，即离子界面处的异性离子，它们间有的会克服电场引力和进水的冲击力，相互吸引、碰撞生成CaCO₃、CaSO₄、MgCO₃、Mg（OH）₂等成渣状物，浮游在炉水中，可以想到，离子浓度越高、水渣也越多，电流表的示值也越大。当离子浓度达饱和状态时，其电流值也达到最大值。此时打开锅炉的排污阀，排出部分炉水，带走Ca^＋＋、Mg^＋＋、HCO^－₃、CO^－－₃、SO^－－₄阴阳离子及其生成的难溶性的浮游水渣，从而起到防结垢防腐蚀的作用。保护电极位于炉壳、炉胆之间位置上，成圆桶状，可用钻有均匀排列小孔的金属薄板或用金属网做成，所用的材料与锅炉的炉胆材料相同。

对于卧式锅炉，保护电极固定在汽包外壳上，使之位于汽包壳与烟管束之间，与直流电源的阳极相接，汽包的外壳与直流电源装置的阴极相接，保护电极及其引出线与锅炉汽包、烟管束绝缘，线路中串有电流指示仪表、电源开关、工作状态下组成直流闭合电路，在保护电极的阳极极板与汽包外壳、烟管构成的炉体之间形成一S电场，其作用与在立式锅炉中的情况相同，因此，起到了防结垢防腐蚀的作用。保护电极位于汽包外壳与烟管束之间位置上，其断面形状与烟管束中每个最外层烟管外圆形成的包络线形状相似，当汽包内无烟管束时，保护电极成圆筒形，与汽包外壳间距100～250mm，保护电极的极板上钻有均匀排列的小孔，采用的材料为与汽包外壳相同材质的金属薄板或金属网。

采用防结垢防腐蚀锅炉，可以取消与锅炉配套使用的炉外软化水处理装置，提高锅炉的热效率，减少堵管，爆管事故的发生。延长锅炉的使用寿命。

图1为电场离子界面工作原理图；

图2为立式锅炉结构示意图；

图3为立式锅炉的A－A剖示图；

图4为立式锅炉局部Ⅰ放大图；

图5为立式锅炉局部Ⅱ放大图；

图6为卧式锅炉结构示意图；

图7为卧式锅炉B－B剖示图；

图8为卧式锅炉局部Ⅲ放大图；

图9为卧式锅炉局部Ⅳ放大图。