论述现代锅炉设备发展趋势

论述现代锅炉设备发展趋势

蒋亚星

湖北机场集团有限公司

摘要：随着我国航空事业的蓬勃发展，近年来机场数量不断攀升，呈现出蓬勃的发展态势。机场作为一个城市和地区经济建设以及社会进步的基础设施之一，其重要性不言而喻。机场不仅为人们的出行提供了便利，同时也为航空事业的蓬勃发展注入了强劲的动能。由于机场规模大，且多处于高山和城市之中，因而对机场的要求非常高。机场的正常运转离不开锅炉设备的稳定运行，因此，对机场锅炉设备运行进行深入研究具有不可忽视的重要性。本文就以湖北机场集团为例，对机场锅炉设备的相关问题进行分析探讨。

关键词：机场；锅炉；现状；分析

锅炉作为一种热加工设备，能够将煤、石油、天然气等燃料转化为高温高压蒸汽或热水，其主要功能在于将燃料燃烧所产生的热量传递给给水或空气，从而使其升温并产生一定压力的蒸汽或热水，以满足各种机械设备的需求。此外，锅炉还可以用于发电，以满足电力需求以及其他工业领域所需。在工业生产和日常生活中，锅炉作为一种不可或缺的设备，扮演着至关重要的角色。它的种类繁多，包括蒸汽锅炉、热水锅炉、工业炉以及其它类型锅炉等等。因其卓越的效率和显著的节能效果，该技术已被广泛应用于各大行业。目前我国大多数机场都采用燃油蒸汽机作为热源，这不仅增加了能源消耗，而且造成了严重环境污染。随着我国人民生活水平和工业技术的不断提升，对于机场锅炉设备的研究已成为至关重要的任务。为了保证飞机飞行安全，必须要加强对锅炉设备的管理。对于我国机场锅炉设备的运行现状，我们进行了深入的分析，并对未来机场锅炉设备的发展趋势做出了展望。

1.锅炉技术原理与工作方式

1.1锅炉技术原理

锅炉作为一种能量转换装置，其输入的能量包括燃料中的化学能、电能以及高温烟气的热能等多种形式，而经过锅炉的转化，这些能量被转化为具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体，最终输出给锅炉。它包括蒸汽锅炉、热水炉及蒸汽轮机等几种类型。广泛应用于火力发电、航运、铁路和工业生产等领域。锅炉是工业过程中最重要的动力机械之一，也是耗能最大的机器之一。锅炉作为一种热力设备，其主要运作原理在于利用燃料燃烧所释放的热能或工业生产中的余热，将其传递给容器内的水，从而使水达到所需的温度或一定的压力蒸汽。当水进入锅炉后，经过汽水系统中受热面的吸收，热量会被传递至给水，从而使水被加热成一定的温度和压力的热水或产生蒸汽，最终被引出应用。因此，锅炉就是一个能量转换装置，它具有把燃料能转化为电能、机械能等功能。在燃烧装置的部分，燃料的燃烧会不断释放出热量，这些热量通过高温烟气的传播，被传递到锅炉的受热面上，随着温度的逐渐降低，最终被烟囱所排出。

锅炉技术在机场中的应用锅炉是指以一定的燃料在锅炉中燃烧，产生蒸汽或热水，并产生高温烟气的设备。其主要作用是将水加热成具有一定温度的蒸汽，或将高温的热水加热到一定温度。根据其燃烧方式的不同，可分为燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉等。

1.2锅炉工作方式

按燃烧方式的不同，锅炉可分为固定床式锅炉、流化床式锅炉和循环流化床式锅炉。

固定床式锅炉：在煤粉或颗粒状燃料的燃烧过程中，烟气在炉膛内高温区停留时间较短，未完全燃烧的燃料颗粒在烟气中停留时间较长，产生大量灰渣，灰渣的大部分未能充分燃烧即排出，从而使排烟温度升高。

流化床式锅炉：流化床锅炉是指将燃料与空气按一定比例进行充分混合后，通过鼓风机鼓入炉膛内，在炉内形成气液两相流并与空气形成一定比例的混合气体，然后由引风机将气体排出炉膛外，形成气液两相流并与烟气混合在一起从炉膛中排出。与固定床式锅炉相比，流化床式锅炉可明显改善排渣性能[1]。循环流化床锅炉是指采用高温烟气对燃料进行燃烧加热以产生蒸汽或热水的燃烧方式。由于高温烟气温度较高、停留时间较长，使燃料在炉膛内燃烧完全、完全燃烧后生成的灰渣水分较少、灰渣中大部分未燃烧完全的燃料颗粒和少量未完全燃烧的气体颗粒也能充分燃尽，从而达到提高锅炉热效率和降低排烟温度的目的。

循环流化床式锅炉的特点是：以煤为主要燃料，煤颗粒与空气按一定比例进行充分混合后经炉内高温区停留时间较短即排出炉膛外；由于高温烟气与煤粉充分混合而使煤粉极易燃烧。

2.湖北机场集团简介

湖北机场集团于2004年成立，2015年与首都机场集团解除联合重组，回归省属管理。2022年3月，省委省政府决定实施湖北机场集团新一轮改革重组，赋予机场集团打造航空客货运输“双枢纽”，构建全省民用干支机场“一盘棋建设、一张网运营、一体化发展”新格局的职责使命。改革后机场集团由原运营管理“五场一站”增加到“七场一站”。即：武汉、鄂州、恩施、襄阳、神农架、荆州、十堰等七座干线和支线机场，以及宜昌机场航管站。机场集团现下辖2个枢纽机场公司（武汉、鄂州）、5个支线机场公司，以及空港实业、航空物流、建设投资、信息科技、航务服务、商旅服务及广告等专业化管理公司。

3.锅炉运行存在问题

目前，我国机场所采用的锅炉设备种类繁多，包括但不限于燃油锅炉、燃煤锅炉、燃气锅炉以及其他多种形式。机场作为一个城市和地区经济建设以及社会进步的基础设施之一，其重要性不言而喻。不同种类的锅炉所采用的操作原理各有差异。其中，燃煤锅炉和燃气锅炉都属于燃油炉的范畴，但是它们有着本质上的区别。燃油锅炉利用柴油等燃料的燃烧产生的热能，推动水的循环流动，从而引发高温高压蒸汽的产生；燃煤锅炉所采用的燃料为煤，通过燃烧煤炭将热能传递至水中，从而引发高温高压蒸汽的生成；利用压缩空气作为动力源，燃气锅炉能够将燃料中的热能高效地转化为可供燃烧的燃气；热水锅炉利用热水管道把水加热后变成高温蒸汽，再从高压管道输送到用户处，实现供暖或生活用水的目的。锅炉的其他形式则以水蒸汽、热水、饱和蒸汽和过热蒸汽等为主要形式。这些锅炉都属于热力型锅炉，其特点是热效率高、成本低，但也有许多缺点。湖北集团机场的主要运行方式为电力，尽管不同类型的锅炉各有所长，但在实际运行中却面临着众多的挑战。

3.1锅炉设备故障分析

由于机场锅炉设备所处的恶劣环境以及每日必须进行的检修工作，导致锅炉设备的故障频率相当高。其中燃油锅炉和燃煤锅炉都属于燃油型的锅炉。目前，机场所采用的锅炉设备种类繁多，包括但不限于汽包、过热器、再热器以及省煤器等。其中，汽包又分为水冷壁和高温过热器两种形式，它们均属于承压类压力容器。在锅炉的运行过程中，汽包扮演着不可或缺的角色，其重要性不言而喻。当机组负荷发生变化或者出现其它因素的变化后，都将使汽包温度升高，压力降低而产生爆管事故。当汽包发生故障时，锅炉的运行将被迫中止，这将对机场的正常运转产生严重的不良影响。所以必须重视汽包的维护与保养工作，以确保锅炉能够安全、稳定地运行。汽包的构成要素包括炉膛、水冷壁以及省煤器等，这些元素共同构成了汽包的主体。一旦汽包发生事故，就会产生大量蒸汽，使锅炉内水位上升、受热面损坏甚至爆炸等问题，严重时会引起火灾。在汽包发生故障的情况下，炉膛内的压力将会升高，同时炉膛内的温度也会降低，此外还会出现省煤器漏汽的情况。

3.1设备故障

由于机场锅炉设备所处的恶劣环境以及每日必须进行的检修工作，导致锅炉设备的故障频率相当高。其中燃油锅炉和燃煤锅炉都属于燃油型的锅炉。目前，机场所采用的锅炉设备种类繁多，包括但不限于汽包、过热器、再热器以及省煤器等。其中，汽包又分为水冷壁和高温过热器两种形式，它们均属于承压类压力容器。在锅炉的运行过程中，汽包扮演着不可或缺的角色，其重要性不言而喻。当机组负荷发生变化或者出现其它因素的变化后，都将使汽包温度升高，压力降低而产生爆管事故[3]。当汽包发生故障时，锅炉的运行将被迫中止，这将对机场的正常运转产生严重的不良影响。所以必须重视汽包的维护与保养工作，以确保锅炉能够安全、稳定地运行。汽包的构成要素包括炉膛、水冷壁以及省煤器等，这些元素共同构成了汽包的主体。一旦汽包发生事故，就会产生大量蒸汽，使锅炉内水位上升、受热面损坏甚至爆炸等问题，严重时会引起火灾。在汽包发生故障的情况下，炉膛内的压力将会升高，同时炉膛内的温度也会降低，此外还会出现省煤器漏汽的情况。

3.2锅炉水处理问题

3.2.1未妥善处理锅炉水

当前，许多单位为了节省更多的成本，常常采用不科学的方式处理锅炉水，并且使用的各种工具、器械等都不符合相关规定，例如“三无”电子防垢仪器和防垢剂等。这些措施虽然能有效地避免锅炉的结垢现象，但由于它们本身并不是一种安全有效的办法。虽然从个人角度来看，这种做法可以减少化学药品的支出，还可以免除水质分析人员的费用，但它并不能从根本上解决锅炉结垢和腐蚀的问题，反而会导致能源的浪费和锅炉使用寿命的缩短[4]。

所以说在日常工作中要根据不同情况合理地选择防垢剂，并按照正确的程序进行操作才能够达到预期效果；此外，不当使用防垢剂可能会适得其反，加速锅炉的结垢和腐蚀

3.2.2锅炉水的pH值并未得到足够的关注

对于蒸汽类型的锅炉而言，给水硬度是一项至关重要的指标，因为其高低往往会对后期的结垢和腐蚀问题产生深远的影响。因为在蒸汽锅炉中由于燃烧所产生的热量比较大，所以锅炉的温度相对也高一些，这就是造成了锅炉水质较差的原因。若锅炉水的硬度较高，则会导致其因蒸发而形成结垢，同时，相对于热水锅炉而言，其易受腐蚀的程度也会更高。

3.2.3存在锅炉水处理装置的问题

若锅炉水在处理过程中所采用的水处理设备所产生的水质量不尽如人意，且出水效率不尽如人意，往往会加速锅炉结垢和腐蚀的进程。这不仅影响了锅炉的正常运行还对人们的身体健康造成一定危害。该现象的主要根源在于树脂的使用方式不当，导致其遭受破坏并最终发生了氧化反应；若铁制锅炉内壁未得到及时、恰当的处理，则可能引发铁中毒事件；或者是在使用时对水中的有机物处理不当从而产生了二次污染。在将河水用作锅炉用水之前，若未经过过滤处理，将导致淤泥堵塞树脂，从而无法发挥其正常的功能

[5]。

4.未来机场锅炉设备的发展趋势

随着科技的发展，锅炉设备的技术水平也在不断提高，其功能和应用领域也在不断扩大。随着我国航空事业的不断发展，对机场锅炉设备的要求也越来越高，未来机场锅炉设备将会向着以下几个方面发展。 第一，机场锅炉设备将会朝着数字化方向发展。随着我国科技水平的不断提高，计算机技术和信息技术在各个行业中都得到了广泛应用。因此，未来机场锅炉设备将会朝着数字化方向发展，其主要表现形式是将数据进行收集和存储，并通过计算机对这些数据进行处理和分析，实现机场锅炉设备的远程控制。另外，随着我国物联网技术的不断发展，未来机场锅炉设备也将会朝着物联网方向发展[6]。

结束语

目前，我国对机场锅炉设备运行的研究还处于起步阶段，一些问题亟待解决。因此，在未来的研究中应加强对机场锅炉设备运行问题的研究，同时注重对机场锅炉设备运行数据的收集和分析，以促进我国航空事业更好、更快地发展。

参考文献

[1]张凯越.浦东机场锅炉低氮改造选型与实施[J].节能与环保,2022(05):41-43.

[2]王善武.我国锅炉行业演进与发展展望[J].工业锅炉,2020(01):5-20.DOI:10.16558/j.cnki.issn1004-8774.2020.01.001.

[3]孙娜,建伟伟,周薛豹,武军霞.燃煤锅炉烟气脱硫的技术现状及发展趋势[J].辽宁化工,2019,48(12):1256-1259.DOI:10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2019.12.030.

[4]裴逸超.工业锅炉发展趋势浅析[J].锅炉制造,2019(03):27-29.

[5]杜益龙,柴井峰,高连章,顾俊杰.外置式节能装置在锅炉系统中的应用[J].电力与能源,2014,35(06):761-763.

[6]忻奇峰.高温热水锅炉供热系统在虹桥国际机场的应用和完善[J].科技资讯,2011(35):110-111.DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2011.35.064.