水在不同的壓力下,其沸騰溫度不同的,在一個大氣壓力(0.1Mpa)下,水的沸騰溫度是100℃,而在0.8Kpa的壓力下,水的沸騰溫度則為4℃。真空熱水鍋爐則是在真空度2.67Kpa~66.6 Kpa的壓力范圍內(nèi)工作的,對應(yīng)的飽和溫度是15℃~85℃。因此,在真空狀態(tài),熱媒水很容易沸騰汽化。真空熱水鍋爐的基本原理誕生于1972年蘇黎士理工大學(xué)。1975年日本TAKUMA(田熊)公司據(jù)此原理開發(fā)出了真空熱水鍋爐,并獲發(fā)明專利,后來逐步在全世界得到推廣,但以亞洲國家為主。在日本、韓國有TAKUMA、慶東等知名真空鍋爐生產(chǎn)企業(yè)。國內(nèi)在80年代后期就有一些廠家研制真空熱水鍋爐,但由于技術(shù)方面的問題,主要是無法解決鍋爐在密封的真空狀態(tài)下水和鐵發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成不相溶氣體導(dǎo)致真空度不斷下降的問題,一直未得到推廣。90年代后期國內(nèi)開始有鍋爐廠家生產(chǎn)真空鍋爐。
真空熱水鍋爐在出廠的時候,鍋爐內(nèi)部為真空狀態(tài),但是真空鍋爐在運行過程當(dāng)中,真空度會被破壞,原因如下:不凝性氣體的產(chǎn)生(無法預(yù)防):熱媒水和爐體(鋼板)會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),釋放出一種不凝性氣體(H2),不凝性氣體將直接影響真空鍋爐的真空度。但化學(xué)反應(yīng)同時在鋼板表面同時形成一種保護膜(氫氧化鐵),阻礙該化學(xué)反應(yīng),按照經(jīng)驗此化學(xué)反應(yīng)將在鍋爐運行2~3年內(nèi)停止。對于爐體泄露,那么生成過程的檢測就很重要,真空鍋爐在生產(chǎn)過程中采用“氦質(zhì)譜檢漏氦質(zhì)譜檢漏”檢驗,主要有零部件檢漏(溶解栓)、半成品檢漏(爐體焊接部位)和整機檢漏三種。檢測精度高(氦分子級別),檢測徹底,完全可以預(yù)防。
目前我國供暖、熱水采用的絕大部分鍋爐還是傳統(tǒng)熱水鍋爐(常壓或有壓熱水鍋爐),但往往使用壽命不長,有些用三五年就報廢了,究其原因,并不是鍋爐本身制造質(zhì)量問題,而是在使用中存在不可回避的腐蝕和結(jié)垢:.氧腐蝕:傳統(tǒng)鍋爐在基建和停用期間,如沒有防護措施,大氣就會侵入鍋內(nèi)。由于大氣中含有氧和濕分。從而造成氧蝕。而氧蝕造成的陷坑,在以后的運行過程中,會加速腐蝕;在停用期間的整個系統(tǒng)內(nèi)。特別是易積水放不掉的部位,若表面還有殘留物和水渣時,腐蝕比正常運行中會更嚴(yán)重。回水冷凝腐蝕:我國北方地區(qū)采暖循環(huán)回水溫度設(shè)計為75℃,但實際使用中往往為50℃甚至更低,這時煙氣中的水蒸氣就會凝結(jié)成液態(tài)水,與燃燒產(chǎn)生的SO2、NOX混合,形成強酸嚴(yán)重腐蝕煙囪、煙室和煙管,鍋爐后煙室中流出的紅色銹水就是腐蝕而產(chǎn)生的。這種腐蝕即使進口鍋爐也不例外,嚴(yán)重的三年左右鍋爐即被爛穿。