危害工业锅炉安全运行的故障分析

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【摘要】本文叙述了工业锅炉安全运行的故障，介绍了工业锅炉运行过程中水垢及腐蚀形成机理及危害，并提出了相应的处理措施。对于工业锅炉使用单位控制做好锅炉的水质，做好锅炉水处理的工作，保证锅炉安全经济运行有参考意义。

【关键词】工业锅炉；故障分析

工业是经济发展的命脉，锅炉是工业的心脏，随着我国经济的不断发展及人们生活水平的不断提高，锅炉的应用也逐渐的广泛起来，锅炉的数量也不断的增加。锅炉的水质不良，会直接影响了锅炉金属产生的腐蚀，使锅炉的金属部件变薄，甚至穿孔，水质硬度过高，会造成锅炉的结垢，造成锅炉导热的能力下降，锅炉水含盐量较高，直接影响了蒸汽质量甚至发生事故。所以，要做好锅炉水处理工作比较现实。锅炉是一种承受高温高压具有爆炸危险的特殊性的设备，目前，由于锅炉运行管理和操作人员的素质有所不同，锅炉事故还会时常的发生，尤其是锅炉出现爆炸或是爆管等恶性的重大事件不能被消除，这样的现象直接危害到了人们的生命安全，造成国家财产的巨大损失。工业锅炉运行中比较常见的安全隐患是水垢和腐蚀的现象。

1 水垢

锅炉的水中溶解的盐在锅水加热、蒸发及浓缩的过程中，不断的析出并牢固的粘结在受热面内壁上形成的坚硬垢层，就是水垢。由于锅炉排污不当，松散的水渣集聚，有些水渣比较容易粘与受热面，在受热面上经过加热转为水垢。水垢的导热性能比较差，比钢小三十到五十倍，受热面产生水垢后，传热的情况比较恶化，给锅炉正常工作带来一定的危害。

1.1 燃料的浪费

如果出现水垢时，锅炉受热面的传热性能比较差，燃料燃烧放出的热量不能快速的传到炉水中，大量的热会被烟气带走，造成排烟温度升高，排烟热损失不断的增加，为了保持锅炉正常运行额定参数，就会加入较多的燃料，为提供正常的参数及热量，造成燃料的浪费。

1.2 受热面的损失

锅炉在结垢后，传热性能变的比较差，热量不能快速的传给炉水，使炉膛和烟气的温度进一步的提升，所以，受热面两侧的温差会增加，炉管的温度也在不断地升高，当受热面金属的温度超过正常工作条件温度时，炉管可能会出现鼓包，甚至会出现爆破，另外金属受热会伸长，还会使没有伸缩余量的受热面炉管产生一定的龟裂。锅炉水管结垢后，使流通的截面积减少，流动阻力加大甚至会破坏水循环，结垢还会使电化学腐蚀作用加强，加剧金属受热面的损坏。

1.3 锅炉的输出率较低

由于结垢后传热性能降低，产生的蒸汽也会相应的减少，锅炉的功率输出就会降低。只有清除锅炉受热面上的水垢，才可以保证安全经济的运行，通常使用的化学药剂，在锅炉结垢后，势必过多消耗化学的除垢剂。热水锅炉和蒸汽锅炉的水处理出现很大的不同，由于热水锅炉水在较多的情况下进行循环的使用，水充满锅炉及管道，损耗较少，补水量也较少，加上运行的温度比蒸汽锅炉较低，热水锅炉系统的腐蚀风险比较大。软化水对于热水锅炉来说是不适用的，由于软化水使用锅炉无钙层的保护，对于锅炉及管道，特别是风机盘管的腐蚀比较严重。在欧美部分国家已经逐渐的拆除了钠离子的交换装置。

2 腐蚀

金属的腐蚀比较复杂，所出现的类型也比较多，主要有以下的三种分类的方法，可以进行灵活的运用。（1）按照腐蚀的形貌有所不同，可以分为全面的腐蚀与局部的腐蚀。全面的腐蚀又有均匀的腐蚀和不均匀的腐蚀的差别，局部腐蚀从宏观上来看有溃疡的腐蚀及斑点状的腐蚀等等现象；从微观的角度看，有穿晶腐蚀及沿晶腐蚀。（2）按照腐蚀的比例有所不同，可以分为化学的腐蚀及电化学的腐蚀。金属发生的电化学腐蚀的根本原因是由于金属电化学不均一形成的腐蚀电池的缘故，形成的这种不均一的原因有很多。从金属的本身来讲，金属的化学成本的不均一性，会使电位较低的金属形成一种阳极，遭到腐蚀；金属的金相组织也会不均一，晶粒边界性对于晶粒本身来讲电位比较低，遭受腐蚀；金属表面的状态不均一时，原有的腐蚀点及保护膜会受到破坏处于阳极，会遭到进一步的腐蚀；金属的受力状态不均一，压集中的地方是阳极，腐蚀比较严重；从金属所在的外部条件讲，同一种金属由于受热负荷的强度不同，会形成温差腐蚀的电池，同一种金属与不同浓度的去极化剂接触，会形成浓差腐蚀的电池。总之，电位越低越是比较容易遭到腐蚀；腐蚀的部位越是集中，对强度的破坏作用也就越到，具体的问题要进行具体的分析。

按照腐蚀的原因不同，也会直接成为汽水的腐蚀、氧腐蚀及二氧化碳的腐蚀等等。氧对金属的腐蚀的影响是两方面的：一方面是氧对金属的保护作用，当在金属表面上形成了完整的保护膜时，可以保护里面的金属不再受到腐蚀；另一方面是氧对金属的破坏作用，也是对保护膜形成了不完整或是局部的被破坏时，水中的溶解氧起着阴极去极化剂的作用，使金属腐蚀加速。由于氧对金属的双重作用，往往使大部分的金属表面被保护，由于腐蚀核心的数量比较少，腐蚀的面积较小，腐蚀的强度也比较大，往往能达到很深的溃疡程度，导致穿孔或是产生裂缝引起的破裂爆炸，危险比较大。氧腐蚀是在金属中比较常见的腐蚀形式，表面上形成了较多的小型鼓包，鼓包的表面的颜色是有黄褐色到砖红色，次层就是黑色的粉末状物，将这些腐蚀产物清除后，金属的表面就会出现凹坑。腐蚀的现象基本出现在锅炉管子胀接处，外貌特征是裂纹状的，宏观裂纹系穿晶开裂，属于晶间开裂，原因是胀口出存在着较大的残余应力及温度应力，并存在苛性钠的浓缩现象，导致锅炉的腐蚀现象。锅炉容易产生腐蚀的部位有：锅炉内部水位线附近及结水垢处；管子胀口渗漏处；钢板边附近；位于烟道部分的对流管束外壁。

3 解决锅炉处理的问题

3.1 强化管理，加强对锅炉水处理作业人员的培训

监管部门要对小容量锅炉的水处理工作加以重视，加强监管，切实的做到监督的作用。作为锅炉的使用单位，要认识到锅炉水处理的不当会带来一定的问题，配备具有专业素养的水处理的作业人员，根据相关的法规制定出严格的管理制度，并严格的执行，保证锅炉安全节能的运行，对于条件较好的单位应组织与锅炉水处理相关的技术交流，向相关的培训机构及电站锅炉等大型的锅炉使用单位学习较好的水处理的方法。作为水处理的工作人员，要认识到自己的工作重要性，努力的丰富自己的专业知识，牢记自己的工作职责，严格的按照规章制度进行操作，对于锅炉水质的化验要及时处理，并通过化验所得出的数据科学的进行指导排污。

3.2 按照自身的情况调整水处理的方式

对于使用自动离子交换器的用户，水处理的工作人员要关注原水质的变化情况，并按照近期的锅炉运行状况调整离子交换器的再生周期，保证锅炉给水的合格率。对于离子交换系统要定期的进行保养，检查树脂是否破损，对于树脂要及时的进行更换；检查反洗水阀门是否出现内漏，防止原水不经过树脂层直接进入软水箱；检查布水装置和盐液分配装置是否出现破损，这些装置损坏会导致交换器内布液的不均匀，引起偏流，减低树脂的工作交换容量；检查排水帽是否出现脱落或是破裂现象，造成树脂的流失。

对于给水管道和软水管的维护是不容忽视的，要做好金属的防腐措施，避免含有大量铁离子的原水通过离子交换树脂引起的树脂中毒，同时还要防止腐蚀产生的铁离子进入锅炉造成锅炉内的腐蚀。

参考文献：

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