關於鍋爐

  • 什麼是鍋爐？

    鍋爐是國民經濟中重要的熱能供應設備。
    電力、機械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等行業，
    以及工業和民用的採暖，都需要鍋爐供給大量的熱能。
    法規定義的鍋爐分成2種：
    ​​​(鍋爐及壓力容器安全規則 之 第二條)
    ​​​​​​​
    一、蒸汽鍋爐：
    以火焰、燃燒氣體、其他高溫氣體或以電熱加熱於水或熱媒，
    使發生超    過大氣壓之壓力蒸汽，供給他用之裝置及其附屬過熱器與節煤器。
    二、熱水鍋爐：
    以火焰、燃燒氣體、其他高溫氣體或以電熱加熱於有壓力之水或熱媒，
    供給他用之裝置。

  • 鍋爐的種類

    鍋爐依加熱介質可大致區分為三種，熱水鍋爐、蒸氣鍋爐、熱媒鍋爐。
    由於鍋爐的種類繁多，核子反應爐、發電鍋爐也都算是鍋爐，這邊僅介紹工業、民生常用的鍋爐。
    主要依廠家用途不同選擇不同種類的鍋爐。

    熱水鍋爐：
    主要為一般民生使用，如飯店、澡堂的供水系統，醫院的消毒殺菌設備等。
    較高緯度的地域如北歐、加拿大等地區，民生也會透過熱水鍋爐搭配地暖系統，來充分提高室內的環境空氣。
    鍋爐設計的承壓普遍不高，僅因需求的介質溫度不高，100℃以下的熱水已足夠提供環境使用。
    在台灣的環境下，較少人需求地暖系統，一般被裝設在飯店供水，設備保溫熱水等較多。

    蒸氣鍋爐：
    普遍民生工業使用，特別常使用在食品工業、民生用品工業上，透過加熱高溫蒸氣來推動設備使用。
    蒸氣鍋爐又可以根據結構分為煙管式蒸氣鍋爐和水管式蒸氣鍋爐。顧名思義，煙管式鍋爐是利用高溫煙氣在管道中加熱管道外的水(蒸氣)，水管式鍋爐是利用管道外的熱源加熱管道內的水(蒸氣)。
    煙管式蒸氣鍋爐普遍的承壓會設計在10 kg/cm2，水蒸氣的熱焓可達 664.134 kcal/kg，最高溫度可達184℃，足夠普遍民生工業需求使用。
    水管式蒸氣鍋爐普遍的承壓設計會來的比煙管式高，在需要更高溫蒸氣的情況下會選用水管式鍋爐此型式。

    熱媒鍋爐：
    染整、化纖、化工業常用，因為他的加熱介質為熱媒油，接觸對人體是有害的，所以基本上沒有人使用在食品等民生工業上。
    熱媒鍋爐內裝的熱媒油種類繁多，會根據客戶使用的工作溫度去挑選，相同承壓的狀況下，基本能達到的最高溫都比水蒸氣來的高。

  • 什麼是鍋爐效率?

    什麼是鍋爐效率?
    鍋爐效率，指的是鍋爐設備吸熱的效率，也是產業界關心的主軸之一，常常跟燃燒效率搞混。
    燃燒透過介質熱交換，一定會有能量的損失，所以鍋爐效率沒有所謂的效率100%，根據鍋爐大小、受熱介質、設計，都會影響效率值，鍋爐業界迄今搭配回收系統設備能做到最高的效率值約莫落在93-95%。
    鍋爐會隨著使用年數鍋爐效率逐漸遞減，鍋爐保養進行與否，會影響到爐體的效率及使用年限，水垢、灰塵堆積，也都會影響到效率。
    使用多年的舊鍋爐加裝熱回收、給水預熱系統等，也難以超越新製鍋爐效率，可以現有依預算評估更換新鍋爐或做鍋爐節能設備的加裝來提升鍋爐效率。

    我們目前公認計算鍋爐效率的方法共有兩種：「出入熱法」及「熱損失法」。
    出入熱法：
    鍋爐效率 = 有效吸熱量 ÷ 輸入總熱量 X 100%
    主要是透過比較受熱介質吸熱和燃料燃燒提供的總熱量來做比較。

    熱損失法：
    鍋爐效率 = [ 1 - ( 總損失熱量 ÷ 輸入總熱量 ) ] X 100%
    這個算法則是反過來看有多少的熱量散失，沒有被吸熱介質吸收，從而計算鍋爐效率。

  • 蒸氣鍋爐的基本結構

    鍋爐整體的結構包括鍋爐本體和輔助設備兩大部分。

    鍋爐本體：包括胴體或汽（水）鼓或上（下）集管器及多數小口徑管等。
    爐：係由燃燒裝置及燃燒室組成，為燃料燃燒發熱之部位。

    附屬裝置及附屬品：包含了
    (1)給水裝置 (2)供汽裝置 (3)燃燒裝置 (4)自動控制裝置
    (5)通風裝置 (6)沖放裝置 (7)水處理裝置 (8)壓力表、水位計、溫度計、安全閥等。

  • 熱水鍋爐與蒸汽鍋爐的不同之處有哪些？

    一、所占空間大小不同

    蒸汽鍋爐是一種高壓容器，通過加熱時水形成蒸汽將蒸汽壓縮後實現供暖，
    而壓力容器所使用的占地面積較少。
    熱水鍋爐是一種無壓力的容器憑藉著熱水的溫度實現供暖，
    通常情況下專業的熱水鍋爐所占用的地點較大，
    但能夠實現較好的安全性非採用壓力容器能夠更好的保證使用者的安全。

    二、供熱速度不同

    蒸汽鍋爐在使用中時由於水蒸發產生熱量，
    因此需要大熱量燃燒才能保證產生蒸汽，
    因而溫度上升速度快退熱速度也快；
    熱水鍋爐在使用時通過加熱水保證溫度，水的容熱度更好，
    因此可以更好的供熱維持熱度。

    三、供熱範圍不同

    由於水和水蒸氣的儲熱能力差距較大，
    因此高銷量的熱水鍋爐可以採用運輸泵進行遠距離的輸送，
    熱能損失較少，可以實現大規模的熱水輸送要求。
    而蒸汽鍋爐由於蒸汽遇冷凝結較快，在遠距離運輸時可能導致水溫驟降。
    所以兩種鍋爐設備所能承受的熱能供應範圍不盡相同。
     

    消費者根據這些區別，能夠對蒸汽鍋爐和熱水鍋爐有一定的了解和區分，
    從而更好的認識到兩者之間的區別選擇出最適宜的產品。

  • 鍋爐之危險性

    蒸汽或熱媒是儲存燃料燃燒後的熱能之媒介，
    輸入的熱能與輸出控制失衡，
    超過鍋爐所能承受的壓力範圍時，即產生爆炸。

    鍋爐爆炸的種類分為下列２種：

    一、鼓胴爆炸
    鼓胴係指裝載汽、水之鋼料結構。
    如果因超壓、過熱、腐蝕、破裂或其它原因，
    造成大量汽、水外洩，鼓胴內壓力速下降，
    結果其飽和狀態失去平衡，產生急劇閃變汽化。
    當鍋爐破裂時飽和水汽化之體積變化約1650倍，
    產生極大之機械性破壞力，鼓胴便會遭受破壞。

    二、爐膛爆炸
    爐膛係指包括燃燒燃料的空間及爐壁。
    爐膛爆炸的原因是，
    爐膛內聚集未燃燒的燃料過多，
    與空氣混合達到可爆炸範圍。
    若於爆炸範圍內遇點火之熱源時，
    即容易產生爐膛爆炸。
    爐膛或煙道積存可燃氣體時，均可能造成爆炸。
    因此應注意燃料積存於爐膛之原因，
    及確實執行燃燒前後之排氣程序 。

  • 造成鍋爐事故主因的分類

    常見蒸氣鍋爐事故主因分成：

    一、燃燒異常類
    　　燃燒系統基本獨立成一個迴路，除了持續接收鍋爐安全連鎖信號外，燃燒控制盤基礎程式會規劃由壓力開關持續監測各點壓力，以避免瓦斯壓力過高/過低，助燃風壓過低的情況，不管是燃料來源異常、風量異常、點火程序異常、火檢異常等，都歸類在燃燒異常。
    二、水位異常類
    　　水位異常通常導致於液位開關的故障或不作動，液位開關大多採接點式，只要液面接觸，就會送出訊號告知泵浦停止打水，另一方面則可能是供水系統異常，泵浦未接收到停止的訊號，或水泵浦故障，進而導致不斷供水。水位過低也容易造成危險，在沒有足夠的水帶走燃燒產生的熱量時，熱量蓄積在爐膛內，很可能因為鍋爐超溫導致元件毀損、爐管破裂的情事。
    三、蒸發異常類
    四、材料異常/損壞類
    五、附屬裝置故障類

  • 鍋爐空氣污染物排放標準

    行政院環境保護署令
    中華民國 107 年 9 月 19 日
    環署空字第 1070074601 號
    訂定「鍋爐空氣污染物排放標準」
     
    鍋爐空氣污染物排放標準
    空氣污染物 排放管道標準 施行日期
    新設鍋爐 既存鍋爐
    粒狀污染物 三十 mg/Nm3 發布日 中華民國
    一百零九年七月一日
    硫氧化物 五十 ppm
    氮氧化物 一百 ppm