某臺(tái)燃?xì)庹羝仩t腐蝕問題淺析

別爾蘭·賈納依汗

（新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

0 引言

2020年7月筆者對(duì)某酒店一臺(tái)型號(hào)為WNS3-1.25-YQ燃?xì)庹羝仩t進(jìn)行定期內(nèi)部檢驗(yàn)。該爐于2011年10月投入運(yùn)行，主要為酒店洗衣房提供蒸汽，并通過換熱為客房供應(yīng)熱水，使用頻率較高。檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，火側(cè)二回程煙管十一根用戶已自行封堵，詢問相關(guān)維修資料未能提供，繼續(xù)溝通得知這些煙管為運(yùn)行過程中泄露，用戶為保證酒店內(nèi)部蒸汽及熱水的正常使用，簡(jiǎn)單封堵處理后繼續(xù)運(yùn)行。通過水側(cè)人孔宏觀檢驗(yàn)煙管外側(cè)及回燃室，發(fā)現(xiàn)煙管及回燃室可見部位不同程度堆積水垢，且水垢均在2mm以上?；厝际移街倍闻c回燃室前管板連接處可見部位不同程度腐蝕，最大腐蝕坑長(zhǎng)約90mm，寬約70mm，深約10mm。查閱該爐強(qiáng)度計(jì)算書，該回燃室材質(zhì)為Q345R，公稱壁厚為20mm，最小需要壁厚為18.18mm，已不滿足最小需要壁厚的要求，屬于重大安全隱患，不滿足繼續(xù)運(yùn)行的條件。隨后，現(xiàn)場(chǎng)為該企業(yè)出具了特種設(shè)備檢驗(yàn)聯(lián)絡(luò)單，責(zé)成其停爐，對(duì)缺陷進(jìn)行整改。最大腐蝕坑尺寸形貌如圖1所示。

圖1 回燃室最大腐蝕坑尺寸形貌

1 原因分析

后期，筆者對(duì)該企業(yè)歷年相關(guān)內(nèi)部外部檢驗(yàn)報(bào)告、水質(zhì)分析報(bào)告進(jìn)行了查閱，發(fā)現(xiàn)以下問題：

（1）無(wú)持證水化驗(yàn)人員，水化驗(yàn)記錄不完善；

（2）2018～2020年水質(zhì)分析報(bào)告中多項(xiàng)指標(biāo)不合格；

（3）水側(cè)結(jié)垢及腐蝕坑已存在多年，使用單位并未進(jìn)行處理；

（4）該爐前期已因腐蝕，導(dǎo)致煙管泄漏，對(duì)大量煙管進(jìn)行了更換。

歷年水質(zhì)不合格指標(biāo)情況如表1所示。

表1 某酒店歷年水質(zhì)分析不合格指標(biāo)

堿度表示水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的堿性物質(zhì)（弱酸鹽類）的含量。鍋水全堿度由氫氧根堿度、碳酸根堿度、碳酸氫根堿度及其他一些弱酸鹽類構(gòu)成，通常鍋水中前三者不能共存，只有氫氧根堿度和碳酸根堿度[1]。鍋水堿度的作用一方面是可以消耗給水的硬度；另一方面，當(dāng)碳酸根離子、氫氧根離子等維持最佳比例，可以在鍋爐受熱面形成“保護(hù)膜”。原水中的鈣鎂離子，經(jīng)過鈉離子交換器，被置換為碳酸氫鈉，碳酸氫鈉進(jìn)入鍋爐后分解為碳酸根和氫氧根，并且隨著鍋水濃縮，使鍋水維持一定的堿度，如堿度過高，可通過科學(xué)排污降低。因此通過合理的控制堿度能夠有效減少結(jié)垢甚至腐蝕。

當(dāng)給水硬度過高，鈣鎂離子與碳酸根結(jié)合并沉淀形成水垢，此過程消耗了鍋水的堿度，在缺少碳酸根堿度的氛圍，鈣鎂離子與硫酸根、硅酸根等形成硫酸鈣、硅酸鈣等水垢。若給水仍殘余硬度，堿度繼續(xù)下降，結(jié)垢速率也隨之增加。隨之而來(lái)的便是垢下腐蝕等問題。從水質(zhì)分析數(shù)據(jù)來(lái)看，該酒店18年至今給水硬度從未達(dá)標(biāo)，造成結(jié)垢是必然，另一方面腐蝕、減薄、泄露等問題還會(huì)對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行造成影響。

2 相關(guān)建議

結(jié)垢會(huì)降低換熱效率，增大能源消耗，增加運(yùn)營(yíng)成本。孫小明[2]對(duì)工業(yè)鍋爐水垢對(duì)節(jié)能的影響進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)臥式內(nèi)燃鍋爐水垢厚度與燃料消耗的增加量成線性關(guān)系，2mm水垢會(huì)使其增加4%的燃料消耗量。假設(shè)該酒店因鍋爐內(nèi)部水垢，燃料消耗量?jī)H增加了1%，根據(jù)1噸出力大約消耗75方天然氣的經(jīng)驗(yàn)值，一方商用燃?xì)鈨r(jià)格為2.2元，鍋爐每日運(yùn)行12h，該酒店3臺(tái)3噸燃?xì)庹羝仩t，每月增加成本為5000余元，一年將增加成本近六萬(wàn)余元。另一方面如結(jié)垢造成鍋爐部件腐蝕、泄露、裂紋及變形等缺陷，不僅損傷了鍋爐，對(duì)鍋爐安全運(yùn)行造成威脅，還需要人力、物力、財(cái)力進(jìn)行維修，不但縮短了鍋爐的運(yùn)行時(shí)間， 同時(shí)也增加了檢修費(fèi)用，經(jīng)后期了解，筆者檢驗(yàn)的該鍋爐維修費(fèi)用近三萬(wàn)元。筆者與同事共同對(duì)烏魯木齊市工業(yè)鍋爐水質(zhì)進(jìn)行了調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)鍋爐水源水硬度基本在3～5mmol/L[3]，通過鈉離子交換器進(jìn)行水處理，完全能夠滿足要求，因此該酒店首先應(yīng)從水處理設(shè)備入手，將水質(zhì)指標(biāo)控制在標(biāo)準(zhǔn)值要求的范圍內(nèi)。其次，應(yīng)加強(qiáng)鍋爐的運(yùn)行管理、對(duì)鍋爐運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控及控制，由持證水處理人員，定期對(duì)水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)監(jiān)控，采取有效的手段對(duì)水質(zhì)進(jìn)行控制，不僅能夠保證鍋爐安全運(yùn)行，還能避免前文所述各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)損失。

3 結(jié)語(yǔ)

鍋爐水質(zhì)往往因?yàn)閷?duì)鍋爐的影響周期較長(zhǎng)，容易被管理人員忽視，加之管理人員為節(jié)省水質(zhì)管理的人工成本、物料成本，對(duì)水質(zhì)的重要性認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致管理制度不完善，水化驗(yàn)不正確或無(wú)水化驗(yàn)，水處理設(shè)備配置不合理或運(yùn)行不正常。然而，合格的水質(zhì)是鍋爐安全、節(jié)能、高效運(yùn)行的前提，如文中所述不合格的水質(zhì)會(huì)導(dǎo)致鍋爐受熱面嚴(yán)重結(jié)垢甚至腐蝕，鍋爐換熱效率降低，致使鍋爐熱效率降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)降低承壓部件的強(qiáng)度而發(fā)生安全事故。因此，完善鍋爐房管理制度、水質(zhì)管理制度并實(shí)施，由持證水化驗(yàn)人員定期對(duì)鍋爐各項(xiàng)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控，并采取有效的措施將各項(xiàng)指標(biāo)控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)，才能保證鍋爐的安全與節(jié)能運(yùn)行，繼而更好的為生產(chǎn)及生活服務(wù)，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。