鍋爐受熱面損壞的常見(jiàn)原因及防范措施探討

陳欣

摘 要：受熱面作為鍋爐的主要傳熱介質(zhì)，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響到鍋爐的運(yùn)行效率，一旦受熱面遭到損壞，將會(huì)直接威脅到鍋爐運(yùn)行的安全性和可靠性。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，鍋爐的運(yùn)行負(fù)荷逐漸增加，長(zhǎng)期處于高溫高壓的運(yùn)行狀態(tài)下，加之受到各種因素的干擾，會(huì)對(duì)鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)的完整性產(chǎn)生一定的影響，由此導(dǎo)致受熱面無(wú)法正常運(yùn)行。水垢、腐蝕、磨損、超溫等都是導(dǎo)致受熱面損壞的因素，所以文章對(duì)鍋爐受熱面損壞的常見(jiàn)原因進(jìn)行分析，進(jìn)而提出防范措施，為鍋爐受熱面的設(shè)計(jì)工作具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：鍋爐；受熱面；損壞；常見(jiàn)原因；防范措施

前言

鍋爐作為重要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，在我國(guó)的生活以及工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。受熱面作為鍋爐熱交換的主要介質(zhì)，主要包括水冷壁、省煤器、再熱器、過(guò)熱器、空氣預(yù)熱器等部分，各個(gè)受熱面所處的位置不同，造成損壞的原因也存在一定的差異，但有些常見(jiàn)原因?yàn)楣残杂绊懸蛩?。在受熱面損壞后，一旦發(fā)生泄漏，就需要停爐檢修，會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將會(huì)導(dǎo)致爆破等安全事故的發(fā)生，嚴(yán)重威脅到人身安全。所以，在對(duì)鍋爐受熱面損壞的常見(jiàn)原因進(jìn)行分析后，在以后的設(shè)計(jì)工作中需要不斷的改進(jìn)和完善，以確保鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 鍋爐受熱面損壞的常見(jiàn)原因

1.1 鍋爐受熱面結(jié)垢

水垢是導(dǎo)致鍋爐受熱面損壞的常見(jiàn)原因之一，因?yàn)槭軣崦嬉粋?cè)接觸火焰或者煙氣，另一側(cè)接觸水或者導(dǎo)熱油，在受熱面和爐水之間產(chǎn)生熱交換的過(guò)程中，就會(huì)受到水質(zhì)的影響而產(chǎn)生水垢。如果鍋爐給水中含有重碳酸鹽類的雜質(zhì)，在溫度較高的情況下就會(huì)受熱分解，生成較難溶的沉淀物。而在鍋爐給水循環(huán)的過(guò)程中，隨著溫度的升降，一些鹽類也會(huì)形成結(jié)晶而附著在受熱面的管壁上，這些沉淀物堅(jiān)硬而致密，被稱之為水垢。由于水垢的導(dǎo)熱性較差，所以一旦在受熱面上形成較多的水垢，將會(huì)影響受熱面的導(dǎo)熱性，會(huì)導(dǎo)致金屬管壁局部溫度升高，當(dāng)溫度超出了金屬管壁所允許的極限范圍時(shí)，金屬因?yàn)檫^(guò)熱而產(chǎn)生蠕變，強(qiáng)度降低，在高壓的情況下，就會(huì)導(dǎo)致受熱面鼓包、穿孔、破裂現(xiàn)象的發(fā)生，受熱面受損后，直接影響到鍋爐運(yùn)行的安全性。

1.2 鍋爐受熱面的磨損

因?yàn)殄仩t受熱面是將煙氣中的熱量傳遞給水或者油的介質(zhì)，所以在接觸煙氣一側(cè)的金屬面就會(huì)產(chǎn)生磨損。因?yàn)樵阱仩t燃燒運(yùn)行的過(guò)程中，煙氣中會(huì)攜帶各種灰粒雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的運(yùn)行速度與煙氣流速成正相關(guān)的關(guān)系，當(dāng)煙氣流速較大時(shí)，灰粒雜質(zhì)就會(huì)與受熱面產(chǎn)生碰撞，當(dāng)符合一定的角度以及速度的情況下，就會(huì)切削掉受熱面上的金屬屑，長(zhǎng)此以往，就會(huì)對(duì)受熱面產(chǎn)生較大的磨損。受熱面的磨損量與灰粒雜質(zhì)的粒徑、成分以及煙氣流速等有直接關(guān)系，如果鍋爐設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)不合理，對(duì)受熱面產(chǎn)生的磨損量就會(huì)增加，受熱面硬度逐漸降低，極易導(dǎo)致爆管事故的發(fā)生。

1.3 缺水導(dǎo)致鍋爐受熱面管損壞

缺水是導(dǎo)致鍋爐受熱面損壞最為普遍的原因，也是產(chǎn)生危害最大的安全事故。在鍋爐缺水的情況下，受熱面管由于得不到冷卻，在長(zhǎng)時(shí)間處于高溫運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，管壁溫度急劇升高，管壁材料的抗拉強(qiáng)度降低，當(dāng)管內(nèi)所產(chǎn)生的壓力超過(guò)了管壁材料的屈服極限時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致受熱面管變形、鼓包，直至爆破。這種安全事故所產(chǎn)生的危害范圍較大，會(huì)導(dǎo)致大量受熱面管同時(shí)損傷或者脹口，高溫區(qū)尤其強(qiáng)烈。所以一旦鍋爐缺水，就會(huì)引發(fā)鍋爐爆炸，所產(chǎn)生的危害性以及經(jīng)濟(jì)損失將會(huì)非常巨大。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，就需要針對(duì)缺水原因而設(shè)計(jì)相應(yīng)的防范措施。

1.4 鍋爐受熱面和管內(nèi)腐蝕

鍋爐受熱面和管內(nèi)腐蝕是指鍋爐汽水通道中發(fā)生的金屬腐蝕，此類腐蝕使承壓鍋爐受熱面和管道金屬?gòu)?qiáng)度降低，從而導(dǎo)致爆管和嚴(yán)重事故的發(fā)生。金屬腐蝕的類型，根據(jù)腐蝕的機(jī)理主要分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩類。金屬的化學(xué)腐蝕雖不如電化學(xué)腐蝕那么嚴(yán)重和普遍，但鍋爐在高溫環(huán)境下運(yùn)行極易發(fā)生腐蝕?；瘜W(xué)和電化學(xué)所產(chǎn)生的腐蝕形式有：均勻腐蝕，不均勻腐蝕，潰瘍腐蝕，點(diǎn)腐蝕。鍋爐汽水通道內(nèi)發(fā)生的腐蝕為鍋內(nèi)腐蝕，主要有汽水腐蝕，氣體腐蝕，堿性腐蝕，垢下腐蝕，苛性脆化，疲勞腐蝕等。當(dāng)受熱面和管內(nèi)出現(xiàn)腐蝕后，受熱面強(qiáng)度降低，在高壓作用下，就會(huì)損壞受熱面，從而引發(fā)安全事故的發(fā)生。

2 鍋爐受熱面損壞的防范措施

2.1 鍋爐受熱面水垢的防范措施

鍋爐受熱面產(chǎn)生水垢的主要原因是因?yàn)殄仩t給水含有雜質(zhì)，水質(zhì)不達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致的，所以通過(guò)控制管理鍋爐給水的水質(zhì)，是降低水垢的重要途徑。所以應(yīng)該根據(jù)鍋爐的運(yùn)行狀況，對(duì)鍋爐用水設(shè)計(jì)合理的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并且嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)。在保證鍋爐給水質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)該對(duì)鍋爐進(jìn)行定期保養(yǎng)，防止水垢的形成。此外，還應(yīng)該針對(duì)鍋爐的運(yùn)行狀況，設(shè)計(jì)合理的給水量，盡量減少補(bǔ)給水量。

2.2 受熱面磨損的防護(hù)措施

在防范鍋爐受熱面磨損的設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)優(yōu)化鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)改善。根據(jù)鍋爐運(yùn)行狀況，調(diào)整煙氣流速，合理控制風(fēng)量的速度，降低灰粒雜質(zhì)對(duì)受熱面管壁的沖擊。合理控制鍋爐內(nèi)物料的粒徑和成分，盡量減少粒徑較大的雜質(zhì)，降低物流的硬度，還可以提高受熱面材料的耐磨性。

2.3 針對(duì)缺水的防護(hù)措施

為了防止鍋爐受熱面管缺水現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)該在設(shè)計(jì)工藝上進(jìn)行合理的控制。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面可以采取多重保護(hù)的措施，當(dāng)鍋爐出現(xiàn)缺水狀況時(shí)，另一種裝置能夠及時(shí)補(bǔ)充給水。還可以設(shè)計(jì)自動(dòng)停爐裝置，當(dāng)鍋爐受熱面管出現(xiàn)缺水現(xiàn)象時(shí)，排煙溫度就會(huì)上升，當(dāng)自動(dòng)停爐裝置感應(yīng)到排煙溫度升高時(shí)，就會(huì)自動(dòng)切斷燃料的供應(yīng)，鍋爐停止運(yùn)行，由此降低鍋爐受熱面管因缺水而發(fā)生的安全事故。此外，還應(yīng)該對(duì)鍋爐給水裝置進(jìn)行報(bào)警裝置設(shè)計(jì)，當(dāng)?shù)陀跇O限水位時(shí)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)并且自動(dòng)停爐。定期對(duì)鍋爐水位表進(jìn)行清洗維護(hù)，保證水位表的正常運(yùn)行。

2.4 鍋爐腐蝕的防范措施

防止和減少鍋爐內(nèi)部腐蝕的根本途徑，還是解決水質(zhì)達(dá)標(biāo)符合規(guī)定值。在運(yùn)行過(guò)程中從原水懸浮物，硬度，堿度，酸度pH值，進(jìn)行適時(shí)檢測(cè)。防止汽水腐蝕的方法為消除傾斜角度小的蒸發(fā)管段，確保水循環(huán)正常。對(duì)氧腐蝕可提高給水管和省煤器管的水速，使氧不停留在金屬表面的個(gè)別點(diǎn)上，這樣可使腐蝕由點(diǎn)腐蝕變?yōu)榫鶆蚋g，針對(duì)氧腐蝕，還可以采用除氧器。

3 結(jié)束語(yǔ)

受熱面損壞是工業(yè)鍋爐設(shè)備比較常見(jiàn)的安全事故，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，并且威脅到人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。導(dǎo)致鍋爐受熱面損壞的原因較多，設(shè)計(jì)方案不合理、安裝維修不規(guī)范、運(yùn)行操作不合理都會(huì)對(duì)受熱面的正常運(yùn)行造成影響。所以在對(duì)常見(jiàn)原因進(jìn)行分析后，在進(jìn)行受熱面設(shè)計(jì)時(shí)，就會(huì)加強(qiáng)防范措施，盡量減少受熱面損壞現(xiàn)象的發(fā)生，確保鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

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