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摘要：热井模块单元主要用于锅炉给水系统。全船的蒸气供暖设备的冷凝水回收至热井装置保证锅炉的用水，锅炉水质的好坏直接关系到锅炉设备运行安全。本文探讨了现有热井存在的不足并提出了改进方案。
关键词：热井；锅炉用；优化改造
1 引言
热井装置作为锅炉给水系统的一部分，有过滤水中固体杂质和油污，加入补充水和投放锅炉水处理药剂等用途。不合适的水用于锅炉会造成一系列问题，如增加燃料的消耗，缩短锅炉正常运行周期，甚至会使锅炉遭受不同程度的破坏，引起爆炸事故。为了解决锅炉用水水质问题，探讨了现有热井存在的不足，立足现有条件，着重从滤水装置对热井进行技术改造，确保锅炉用水安全。
2 水中杂质对锅炉的危害
未经处理或处理不当的水，具有一定的硬度并含有气体等杂质。若用于锅炉，就会造成种种危害。这些危害主要是生成水垢，腐蚀锅炉，产生汽水共腾。
2.1 水垢的危害
溶解于水中的盐类，积累到一定程度，就会从水中析出，沉积在容器避上，这种固体沉积物俗称水锈或水垢。另外有的形成疏松的悬浮物，沉积在锅底或下箱低部，这些可用排污加以排出的沉淀物，叫泥渣。水垢传热不良，就会使金属热传导受阻，从而引起局部过热，严重时导致管子鼓泡，烧弯或烧裂，甚至使炉胆及燃烧室顶烧塌。实验证明，水垢厚度达2毫米时，传热量损失减少20%。
由于水垢的生成，就必须经常清洗锅炉，清洗锅炉不仅影响船舶运行，还增加了洗炉时耗费的人力，物力。而且锅炉经过多次敲铲，酸洗，会降低其使用寿命。
2.2 汽水共腾锅炉运行时，在锅筒上部蒸发面会产生泡沫，泡沫积到一定程度时，可使锅筒里汽水面部分，形成水中有汽、汽中有水的状态，这种现象称为汽水共腾。引起汽水共腾的原因，主要是水中溶解物和悬浮物所造成打量泡沫所致。炉水在蒸发过程中逐渐浓缩，当含盐量超过一定值时，就会有显著的泡沫形成。锅炉发生汽水共腾时，蒸汽品质因大量携带水分和被污染而显著恶化，容易造成锅炉燃烧效率降低，管路易堵塞、水位显示不准等事故。
3 某型船用热水井存在不足
某船热井主要由热井本体、大气冷凝器、自动补水阀、锅炉给水泵、液位控制器及公共底座等组成。锅炉用水主要来自蒸汽凝水回水和净化水。热井在正常运转时，自动补水阀的滤器可以滤掉净化水中的悬浮物，回水则通过两道过滤蓝来滤去水中杂质。当发现疏水很脏时，增加排污次数及清洗网蓝内滤网和滤层的次数，来提高锅炉用水水质安全。
3.1 热井用水现状
热井模块单元主要承担蒸汽凝水回收任务。某船热井过滤水中的杂质，主要靠两道过滤蓝的吸附棉来实现。由于吸附棉的能力有限，随着蒸汽管路使用年限的增加，管路锈蚀严重，锈渣会随着蒸汽凝水一起流回热井，会不同程度的造成炉水的污染。另外，在加热油路的蒸汽凝水中，加热管或者接头不严可能会把油液带入热井中。炉水中含油液会对锅炉安全使用造成威胁，妨碍炉水对受热面的有效冷却，致使受热面变形。
3.2 存在不足
3.2.1 热井锅炉给水单靠两道过滤蓝过滤，其粘附水中的杂质的能力有限，当粘附至一定量时即失去了吸附作用，造成一定程度的水质污染。
3.2.2 冬季船舶热空调的供应，主要依靠蒸汽加热媒水介质，由于用汽量的增加，凝水便会大量产生。另外，空调加热蒸汽管路使用较少，管路产生锈渣偏多，两道过滤蓝无法满足正常的滤水要求，使得锅炉用水污染严重，无法正常使用，只得排至舱底，造成水资源严重浪费和新的污染。
3.2.3 热井过滤介质过于单一，炉水变质快，对过滤介质提出了更高的要求。由于热井本体结构紧凑，空间狭小，不便于清洁等特点，给人员维护造成一定的困难。
4、优化改进的具体措施
基于以上存在的不足及日常使用维护的情况，我们提出如下改进方案：
4.1 增加活性炭过滤器
由于活性炭对水中有机物有较好的吸附性，它具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，因此对水中溶解的有机物和重金属化合物比如油类、铁类有较强的吸附能力，并且对水质、水温计水量有较强的适应能力。增加活性炭过滤器可以有效提高炉水过滤效果。
4.2 增加粗滤器
粗滤器由过滤蓝及吸附棉组成。增加一定的粗滤器数量，有助于过滤更好的过滤水中杂质，提高过滤效果。
4.3 增加反冲洗管路
活性炭过滤器在使用一段时间以后，其吸附能力有所降低，为了提高其使用效果，降低使用成本，我们增加了反冲洗管路，反冲洗管路使用简单、方便，反冲洗水排舱底，防止对外界水域造成污染。
5、结论
本文结合锅炉热井日常使用的实际经验，指出了其现行设计存在的不足，分析研究了改进方案。通过系统的改进，可以有效改进锅炉用水水质，提升了锅炉及蒸汽系统的可靠性。改造立足现有条件，不改变现有管路，费用低且易于推广。
作者简介：
刘昕，男，陕西户县人，1985年7月出生，工程师，主要从事动力系统及制冷系统的研究及管理。
凌泽武，男，山东平阴人，1979年11月出生，工程师，主要从事动力系统研究。
关键词：热井；锅炉用；优化改造
1 引言
热井装置作为锅炉给水系统的一部分，有过滤水中固体杂质和油污，加入补充水和投放锅炉水处理药剂等用途。不合适的水用于锅炉会造成一系列问题，如增加燃料的消耗，缩短锅炉正常运行周期，甚至会使锅炉遭受不同程度的破坏，引起爆炸事故。为了解决锅炉用水水质问题，探讨了现有热井存在的不足，立足现有条件，着重从滤水装置对热井进行技术改造，确保锅炉用水安全。
2 水中杂质对锅炉的危害
未经处理或处理不当的水，具有一定的硬度并含有气体等杂质。若用于锅炉，就会造成种种危害。这些危害主要是生成水垢，腐蚀锅炉，产生汽水共腾。
2.1 水垢的危害
溶解于水中的盐类，积累到一定程度，就会从水中析出，沉积在容器避上，这种固体沉积物俗称水锈或水垢。另外有的形成疏松的悬浮物，沉积在锅底或下箱低部，这些可用排污加以排出的沉淀物，叫泥渣。水垢传热不良，就会使金属热传导受阻，从而引起局部过热，严重时导致管子鼓泡，烧弯或烧裂，甚至使炉胆及燃烧室顶烧塌。实验证明，水垢厚度达2毫米时，传热量损失减少20%。
由于水垢的生成，就必须经常清洗锅炉，清洗锅炉不仅影响船舶运行，还增加了洗炉时耗费的人力，物力。而且锅炉经过多次敲铲，酸洗，会降低其使用寿命。
2.2 汽水共腾锅炉运行时，在锅筒上部蒸发面会产生泡沫，泡沫积到一定程度时，可使锅筒里汽水面部分，形成水中有汽、汽中有水的状态，这种现象称为汽水共腾。引起汽水共腾的原因，主要是水中溶解物和悬浮物所造成打量泡沫所致。炉水在蒸发过程中逐渐浓缩，当含盐量超过一定值时，就会有显著的泡沫形成。锅炉发生汽水共腾时，蒸汽品质因大量携带水分和被污染而显著恶化，容易造成锅炉燃烧效率降低，管路易堵塞、水位显示不准等事故。
3 某型船用热水井存在不足
某船热井主要由热井本体、大气冷凝器、自动补水阀、锅炉给水泵、液位控制器及公共底座等组成。锅炉用水主要来自蒸汽凝水回水和净化水。热井在正常运转时，自动补水阀的滤器可以滤掉净化水中的悬浮物，回水则通过两道过滤蓝来滤去水中杂质。当发现疏水很脏时，增加排污次数及清洗网蓝内滤网和滤层的次数，来提高锅炉用水水质安全。
3.1 热井用水现状
热井模块单元主要承担蒸汽凝水回收任务。某船热井过滤水中的杂质，主要靠两道过滤蓝的吸附棉来实现。由于吸附棉的能力有限，随着蒸汽管路使用年限的增加，管路锈蚀严重，锈渣会随着蒸汽凝水一起流回热井，会不同程度的造成炉水的污染。另外，在加热油路的蒸汽凝水中，加热管或者接头不严可能会把油液带入热井中。炉水中含油液会对锅炉安全使用造成威胁，妨碍炉水对受热面的有效冷却，致使受热面变形。
3.2 存在不足
3.2.1 热井锅炉给水单靠两道过滤蓝过滤，其粘附水中的杂质的能力有限，当粘附至一定量时即失去了吸附作用，造成一定程度的水质污染。
3.2.2 冬季船舶热空调的供应，主要依靠蒸汽加热媒水介质，由于用汽量的增加，凝水便会大量产生。另外，空调加热蒸汽管路使用较少，管路产生锈渣偏多，两道过滤蓝无法满足正常的滤水要求，使得锅炉用水污染严重，无法正常使用，只得排至舱底，造成水资源严重浪费和新的污染。
3.2.3 热井过滤介质过于单一，炉水变质快，对过滤介质提出了更高的要求。由于热井本体结构紧凑，空间狭小，不便于清洁等特点，给人员维护造成一定的困难。
4、优化改进的具体措施
基于以上存在的不足及日常使用维护的情况，我们提出如下改进方案：
4.1 增加活性炭过滤器
由于活性炭对水中有机物有较好的吸附性，它具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，因此对水中溶解的有机物和重金属化合物比如油类、铁类有较强的吸附能力，并且对水质、水温计水量有较强的适应能力。增加活性炭过滤器可以有效提高炉水过滤效果。
4.2 增加粗滤器
粗滤器由过滤蓝及吸附棉组成。增加一定的粗滤器数量，有助于过滤更好的过滤水中杂质，提高过滤效果。
4.3 增加反冲洗管路
活性炭过滤器在使用一段时间以后，其吸附能力有所降低，为了提高其使用效果，降低使用成本，我们增加了反冲洗管路，反冲洗管路使用简单、方便，反冲洗水排舱底，防止对外界水域造成污染。
5、结论
本文结合锅炉热井日常使用的实际经验，指出了其现行设计存在的不足，分析研究了改进方案。通过系统的改进，可以有效改进锅炉用水水质，提升了锅炉及蒸汽系统的可靠性。改造立足现有条件，不改变现有管路，费用低且易于推广。
作者简介：
刘昕，男，陕西户县人，1985年7月出生，工程师，主要从事动力系统及制冷系统的研究及管理。
凌泽武，男，山东平阴人，1979年11月出生，工程师，主要从事动力系统研究。