?摘 要：隨著氣化車間的順利開車，作為我公司的中樞車間，安全穩(wěn)定運(yùn)行工作是重中之重,所以如何搞好鍋爐的安全運(yùn)行是我們的一項(xiàng)首要工作。
關(guān)鍵詞：鍋爐 水位事故 爆管 結(jié)焦 制粉系統(tǒng)防爆 熄火 超溫 安全閥 水處理

一、引 言
隨著氣化車間的順利開車，作為我公司的中樞車間，安全穩(wěn)定運(yùn)行工作是重中之重,所以如何搞好鍋爐的安全運(yùn)行是我們的一項(xiàng)首要工作。
鍋爐運(yùn)行是一項(xiàng)專業(yè)性、技術(shù)性極強(qiáng)的工作。作為心臟車間，降低鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，提高對(duì)鍋爐操作專業(yè)技術(shù)的了解找出生產(chǎn)運(yùn)行中的隱患，提出預(yù)防措施是搞好鍋爐的的安全運(yùn)行管理是我們要進(jìn)行的一項(xiàng)重要的工作。為進(jìn)行提前分析、提前預(yù)控可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)、提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能，我們主要針對(duì)燃煤鍋爐常見的安全生產(chǎn)隱患來簡(jiǎn)單探討下如何保證燃煤鍋爐安全運(yùn)行的因素及措施工作。
二、燃煤鍋爐運(yùn)行的重要安全因素
1燃煤鍋爐安全閥的重要性
安全閥是鍋爐三大安全附件之一，安全閥是防止鍋爐超壓，保護(hù)鍋爐安全運(yùn)行的重要裝置。當(dāng)受壓系統(tǒng)中的壓力超過規(guī)定值時(shí)，它能自動(dòng)打開，把過剩的介質(zhì)排放到大氣中去，以保證壓力容器和管道系統(tǒng)安全運(yùn)行，防止事故的發(fā)生，而當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時(shí)又能自動(dòng)關(guān)閉。安全閥工作的可靠與否直接關(guān)系到設(shè)備及人身的安全，所以必須給予重視。
1.1安全閥使用的注意事項(xiàng)
1.1.1閥門漏泄
在設(shè)備正常工作壓力下，閥瓣與閥座密封面處發(fā)生超過允許程度的滲漏，安全閥的泄漏不但會(huì)引起介質(zhì)損失。另外，介質(zhì)的不斷泄漏還會(huì)使硬的密封材料遭到破壞，但是，常用的安全閥的密封面都是金屬材料對(duì)金屬材料，雖然力求做得光潔平整，但是要在介質(zhì)帶壓情況下做到絕對(duì)不漏也是非常困難的。因此，對(duì)于工作介質(zhì)是蒸汽的安全閥，在規(guī)定壓力值下，如果在出口端肉眼看不見，也聽不出有漏泄，就認(rèn)為密封性能是合格的。
1.1.2閥體結(jié)合面滲漏
指上下閥體間結(jié)合面處的滲漏現(xiàn)象，造成這種漏泄的主要原因：一是結(jié)合面的螺栓緊力不夠或緊偏，造成結(jié)合面密封面不好。二是閥體結(jié)合面的齒形密封墊不符合標(biāo)準(zhǔn)。三是閥體結(jié)合面的平面度太差或被硬的雜質(zhì)墊住造成密封失效。
1.1.3安全閥的回座壓力低
安全閥回座壓力低對(duì)鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很大危害，回座壓力過低將造成大量的介質(zhì)超時(shí)排放，造成不必要的能量損失。主要是由以下幾個(gè)因素造成的：一是彈簧脈沖安全閥上蒸汽的排泄量大，這種形式的沖量安全閥在開啟后，介質(zhì)不斷排出，推動(dòng)主安全閥動(dòng)作。二是：閥芯與導(dǎo)向套的配合間隙不適當(dāng)，配合間隙偏小，在沖量安全閥啟座后，在此部位瞬間節(jié)流形成較高的動(dòng)能壓力區(qū)，將閥芯抬高，延遲回座時(shí)間，當(dāng)容器內(nèi)降到較低時(shí)，動(dòng)能壓力區(qū)的壓力減小，沖量閥回座。三是各運(yùn)動(dòng)零件磨擦力大，有些部位有卡澀。
1.1.4安全閥的顫振
安全閥在排放過程中出現(xiàn)的抖動(dòng)現(xiàn)象，稱其為安全閥的顫振，顫振現(xiàn)象的發(fā)生極易造成金屬的疲勞，使安全閥的機(jī)械性能下降，造成嚴(yán)重的設(shè)備隱患，發(fā)生頗振的原因一方面是閥門的使用不當(dāng)，選用閥門的排放能力太大(相對(duì)于必須排放量而言)。另一方面是由于進(jìn)口管道的口徑太小，小于閥門的進(jìn)口通徑，或進(jìn)口管阻力太大。
1.2安全閥在設(shè)置時(shí)還應(yīng)注意事項(xiàng)
安全閥在設(shè)置時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）容器內(nèi)有氣、液兩相物料時(shí)安全閥應(yīng)裝在氣相部分。
（2）安全閥用于泄放可燃液體時(shí)，安全閥的出口應(yīng)與事故貯罐相連。
（3）一般安全閥可就地放空，放空口應(yīng)高出操作人員1米（m）以上且不應(yīng)朝向15米（m）以內(nèi)的明火地點(diǎn)、散發(fā)火花地點(diǎn)及高溫設(shè)備。室內(nèi)設(shè)備、容器的安全閥放空口應(yīng)引出房頂，并高出房頂2米（m）以上。
（4）當(dāng)安全閥入口有隔斷閥時(shí)，隔斷閥應(yīng)處于常開狀態(tài)，并要加以鉛封，以免出錯(cuò)。
2燃煤鍋爐水處理的重要性
鍋爐運(yùn)行系統(tǒng)都離不開水、水質(zhì)的好壞將直接影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全，因此水質(zhì)是否合格是鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行管理的重要組成部分。原水中含有各種雜質(zhì)、若未經(jīng)處理就進(jìn)入系統(tǒng)、會(huì)使鍋爐受熱面結(jié)垢、腐蝕、嚴(yán)重影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2.1 影響鍋爐安全運(yùn)行的原因分析
2.1.1 鍋爐受壓元件水側(cè)溶解氧腐蝕
溶解氧腐蝕屬于吸氧腐蝕。它是鍋爐系統(tǒng)最常見的且較為嚴(yán)重的腐蝕。鍋爐給水與空氣充分接觸，水中的溶解氧基本上處于飽和狀態(tài)，該類水所接觸過的鍋爐受壓元件內(nèi)壁面均有發(fā)生吸氧腐蝕的可能。
吸氧腐蝕常見是省煤器內(nèi)壁，由于省煤器內(nèi)水溫逐漸升高，給吸氧腐蝕創(chuàng)造了條件，省煤器的內(nèi)表面積很大，能很快把水中的溶解氧耗盡。如果溶解氧的含量較高，并且一些鍋爐沒有省煤器或省煤器為鑄鐵材質(zhì)，則大量溶解氧將隨給水進(jìn)入鍋爐，其中一部分被蒸汽帶走，造成蒸汽管路及凝結(jié)水管路的吸氧腐蝕；另一部分則造成鍋爐腐蝕，其腐蝕部位一般在汽包的水側(cè)及下降管內(nèi)，而水冷壁管內(nèi)，由于汽包的除氧作用，溶解氧不易到達(dá)金屬表面則很少出現(xiàn)吸氧腐蝕。所以，在鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生的氧腐蝕，發(fā)生在汽包和下降管內(nèi)，其氧腐蝕的形態(tài)一般是潰瘍型蝕坑和小孔型的局部腐蝕。因此，這種腐蝕對(duì)金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的損壞是十分嚴(yán)重的。有實(shí)驗(yàn)如下：對(duì)一臺(tái)給水未采取任何除氧措施的4T/H快裝鍋爐定期觀測(cè)，汽包內(nèi)的金屬腐蝕指示掛片的腐蝕速度為0.7mm/y，按此速度估算，僅4年時(shí)間鍋爐煙管就會(huì)因腐蝕而全部穿漏，汽包壁的蝕坑也將達(dá)到其厚度的1/3。
另外，熱水鍋爐由于給水量大，溶解氧帶入爐內(nèi)的機(jī)會(huì)更多，熱水鍋爐產(chǎn)生的氧腐蝕要比蒸汽鍋爐嚴(yán)重的多。
2.1.2 應(yīng)力腐蝕
應(yīng)力腐蝕多發(fā)生在鍋爐受壓元件中高度應(yīng)力集中區(qū)，焊后冷卻時(shí)焊縫處由于急劇收縮，在固態(tài)相變中形成不同形狀和不同理化性能的相變產(chǎn)物，使焊縫及其附近的熱影響區(qū)金相組織改變，產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。由于管板孔橋區(qū)本身就是高應(yīng)力集中區(qū)，所以當(dāng)汽包承受一定內(nèi)壓時(shí)，各類應(yīng)力疊加，使總拉伸應(yīng)力有可能超過材料的屈服極限，出現(xiàn)塑性應(yīng)變，即金屬表面晶界出現(xiàn)塑性滑移，破壞金屬表面鈍化膜，造成腐蝕。
前已述及，由于拉伸應(yīng)力使金屬表面出現(xiàn)塑性滑移，移動(dòng)處的金屬鈍化膜被破壞，使金屬表面裸露在爐水中并被溶解，成為陽極，而金屬鈍化膜尚未被破壞的區(qū)域大，成為陰極，形成了大陰極、小陽極的電化學(xué)反應(yīng)過程，加速陽極的溶解。同時(shí)在超過材料屈服限的過高拉伸應(yīng)力作用下，應(yīng)力腐蝕裂紋源形成。金屬在裂紋源內(nèi)的溶解過程將產(chǎn)生過多的正電荷。為了保持電中性，爐水中大量帶負(fù)電荷的氯離子將滲入到裂紋源內(nèi)，形成金屬氯化物，并進(jìn)一步水解形成鹽酸，此時(shí)應(yīng)力腐蝕裂紋源內(nèi)溶液的PH值可能低于2，形成強(qiáng)酸性溶液區(qū)，加速裂紋源內(nèi)部金屬的溶解，并使更多的氯離子到裂紋源內(nèi)。氯離子的集中濃縮形成了加速腐蝕體系，在拉伸應(yīng)力的聯(lián)合作用下，裂紋持續(xù)擴(kuò)展，導(dǎo)致孔橋斷裂并在后管板區(qū)域發(fā)生龜裂現(xiàn)象，致使整臺(tái)鍋爐報(bào)廢。在鍋爐運(yùn)行中，上述情況多有發(fā)生。
2.1.3 水垢導(dǎo)致的破壞
由于鍋水的不斷蒸發(fā)、濃縮，水中存在的鈣鎂溶解鹽類的濃度不斷加大，達(dá)到飽和程度時(shí)，在蒸發(fā)面上析出晶核，并不斷長大，形成水垢。水垢的導(dǎo)熱性極差，一般為鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)的1/10、甚至于1/1000。（鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)為160～200Kj/m?h?℃，水垢導(dǎo)熱系數(shù)最低為為0.2KJ/m?h?℃，當(dāng)高溫管板外側(cè)煙溫為800℃，內(nèi)側(cè)飽和介質(zhì)溫度為160℃時(shí)，若未結(jié)生水垢，管板壁溫在200℃左右，若結(jié)1mm后的硅酸鹽水垢，其壁溫將達(dá)到500℃以上。鍋爐鋼板的屈服限隨壁溫變化曲線如圖所示。由圖可知，當(dāng)壁溫達(dá)500℃時(shí)，鋼板屈服極限僅為100MP左右，低于鍋爐受壓元件材質(zhì)許用應(yīng)力。往往在鍋爐承受正常工作壓力時(shí)就會(huì)出現(xiàn)后管板泄漏、鍋筒鼓包、水汽壁管爆管等重大事故。


圖1 溫度對(duì)低碳鋼屈服點(diǎn)的影響
另外，由于一些鍋爐房水處理不好導(dǎo)致鍋爐結(jié)垢，在年檢時(shí)被強(qiáng)令進(jìn)行化學(xué)清洗除垢，多采用濃度為5%～10%的鹽酸加適量的緩蝕劑進(jìn)行清洗除垢，以避免在除垢時(shí)對(duì)鍋爐鋼板造成傷害。但無論是何種緩蝕劑，效果都是有限的。因?yàn)樵谶M(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，要求緩蝕劑在減少金屬腐蝕的同時(shí)必須有效地抑制氫脆化的危害。但由于種種原因，目前大多數(shù)緩蝕劑都不能有效避免氫脆。
2.1.4 停爐保養(yǎng)不當(dāng)所造成的腐蝕
鍋爐多數(shù)屬于季節(jié)性供熱設(shè)備，停爐期間較長，特別是在空氣相對(duì)濕度很大的雨季。若不采取適當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)，進(jìn)入各受壓元件內(nèi)部的氧氣就會(huì)引起潮濕的金屬表面產(chǎn)生氧腐蝕，被腐蝕成高價(jià)氧化鐵，運(yùn)行時(shí)金屬繼續(xù)發(fā)生腐蝕，使高價(jià)氧化鐵還原生成低價(jià)氧化鐵。在下一次停爐時(shí)，已還原的鐵銹由于吸附空氣中的氧又重新被氧化成高價(jià)氧化鐵，并且在鐵銹下面由于充氧濃度不同，產(chǎn)生強(qiáng)烈的濃差腐蝕，使氧化鐵量大增，鍋爐再運(yùn)行時(shí)，它們又都參與陰極反應(yīng)過程。隨著鍋爐的交替運(yùn)行和停用，腐蝕過程也隨之發(fā)生惡性循環(huán)，而這種腐蝕不是大面積的均勻腐蝕，而是局部濃縮性腐蝕，如鍋爐汽包及下聯(lián)箱內(nèi)沉積有水渣，在鍋爐停用時(shí)，這些地方最易積存水分和吸附潮氣。其結(jié)果，將大大縮短鍋爐的使用壽命。
盡管目前所介紹的停爐保養(yǎng)措施很多，但每年仍有大批鍋爐因停爐腐蝕嚴(yán)重而報(bào)廢。其原因：一是停爐后根本不進(jìn)行任何保養(yǎng)；二是停爐保養(yǎng)不到位，沒有起到應(yīng)有效果。對(duì)于長期停爐的采暖鍋爐，一般采用干燥劑保養(yǎng)。并定期檢查更換失效的干燥劑，尤其是雨季，生石灰只需兩周就將潮解粉化。因此一定要定期打開人孔更換失效干燥劑。若更換不及時(shí)或一次性充填后在也不更換，根本起不到防腐作用。
2.2防止措施
2.2.1氧腐蝕的防止
防止溶解氧腐蝕的措施有：對(duì)于蒸汽鍋爐，目前主要采用在技術(shù)上已成熟的熱力除氧技術(shù)，只要將將給水加熱至104℃，給水中溶解氧從水中析出排放到大氣中，使鍋爐給水溶解氧低于0.1mg/L，就達(dá)到GB1576—1996《低壓鍋爐水質(zhì)》所規(guī)定指標(biāo)，可有效防止溶解氧腐蝕。該方法在水溫穩(wěn)定的前提下，流程簡(jiǎn)單，除氧效果良好，并且還能夠除去水中溶解的二氧化碳等其他氣體，使鍋爐給水品質(zhì)得到保證，確保凝結(jié)水PH值偏中性，減少凝結(jié)水對(duì)管道的腐蝕，延長了凝結(jié)水管道的使用壽命。但是，由于國內(nèi)多數(shù)采用國產(chǎn)除氧設(shè)備，水溫控制穩(wěn)定性差，大大影響其除氧效果。由于熱力除氧器自身需要熱源才能進(jìn)行除氧工作，目前一般采用鍋爐產(chǎn)生的蒸汽作為熱源，其消耗的蒸汽約為鍋爐產(chǎn)汽量的10～15％，這樣實(shí)際就降低了鍋爐的蒸汽供應(yīng)能力；并且由于除氧過程中水中溶解的氧氣、氮?dú)庖约岸趸嫉葰怏w被氣化作為廢氣排入大氣，帶走部分熱能，造成鍋爐系統(tǒng)自身能耗的升高，使其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)型下降。另外一種方法為常溫除氧法，其工作原理為采用海綿鐵（海綿鐵為一種疏松多孔的活性鐵粉）作為吸附劑與鍋爐給水在常溫情況下的氧發(fā)生反應(yīng)生成輕氧化鐵絮狀沉積物，通過除氧器的反洗工藝進(jìn)行排除，實(shí)現(xiàn)除氧功能。該除氧方式優(yōu)點(diǎn)為運(yùn)行安全，能耗偏低，無需消耗鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，并且由于鍋爐進(jìn)水為常溫，為進(jìn)一步利用鍋爐煙氣余熱帶來節(jié)能空間（包括利用煙氣當(dāng)中的顯熱和潛熱）；但是，該除氧方式缺點(diǎn)也較明顯，即疏松的海綿鐵如果處理不當(dāng)容易出現(xiàn)板結(jié)，影響除氧效果和過水量，造成除氧給水不足和溶氧值超標(biāo)現(xiàn)象，鐵粉和塑脂泄漏后隨鍋爐給水進(jìn)入鍋筒內(nèi)對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行構(gòu)成維修；并且除氧效果不象熱力除氧器那樣直觀容易判斷，增加的在線溶氧檢測(cè)儀器運(yùn)行穩(wěn)定性較差，除氧效果較較難確認(rèn)。
2.2.2應(yīng)力腐蝕的防止
防止應(yīng)力腐蝕的措施，首先要定期測(cè)試爐水中氯離子含量，當(dāng)含量過高時(shí)，可通過排污，將爐水氯離子含量始終控制在≤100mg/L范圍內(nèi)。
同時(shí)在鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)盡量保持汽包壓力恒定，避免后管板孔橋區(qū)出現(xiàn)疲勞應(yīng)力。在鍋爐定期年檢中，后管板可作為重點(diǎn)檢驗(yàn)部位，必要時(shí)可輔之以磁粉超聲波探傷，檢測(cè)有無表面裂紋。
2.2.3水垢的防止
加強(qiáng)水質(zhì)分析，嚴(yán)格控制鍋爐給水水質(zhì)達(dá)到GB1576—1996《低壓鍋爐水質(zhì)》所規(guī)定的指標(biāo)，完善、加強(qiáng)水質(zhì)分析工作的管理落實(shí)，采取有效可行的水質(zhì)處理方式，防止鍋爐結(jié)垢腐蝕，實(shí)施加強(qiáng)并監(jiān)督檢查鍋爐停爐保養(yǎng)，延長鍋爐的理論使用壽命。
3鍋爐燃燒調(diào)節(jié)的重要性
鍋爐燃燒工況的好壞直接影響著鍋爐運(yùn)行的安全和效益。燃燒過程是否穩(wěn)定直接關(guān)系到鍋爐運(yùn)行的可靠性；鍋爐燃燒的好壞直接影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，燃燒過程的經(jīng)濟(jì)性要求合理的風(fēng)與煤粉的配合，及保證適當(dāng)?shù)臓t膛溫度。
3.1燃料量的調(diào)節(jié)
燃料量的調(diào)節(jié)是燃燒調(diào)節(jié)的重要一環(huán)。不同的燃燒設(shè)備和不同的燃料種類，燃料量的調(diào)節(jié)方法也各不相同。當(dāng)鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，需要調(diào)節(jié)進(jìn)入爐內(nèi)的燃料量，它通過調(diào)節(jié)爐排減速機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、給煤機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、調(diào)節(jié)給煤機(jī)下煤擋板開度來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化較小時(shí)，只需改變給煤機(jī)轉(zhuǎn)速就可以達(dá)到調(diào)節(jié)的目的；改變給煤機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)是通過手動(dòng)控制器加減勵(lì)磁電機(jī)的電流完成的。當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化較大時(shí)，用改變給粉機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)不能滿足調(diào)節(jié)幅度的要求，則在不破壞內(nèi)燃工況的前提下，先對(duì)爐排減速機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后調(diào)節(jié)給煤機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，彌補(bǔ)調(diào)節(jié)幅度大的矛盾。若上述手段仍不能滿足調(diào)節(jié)需要時(shí)，可用調(diào)節(jié)給煤機(jī)擋板開度的方法加以輔助調(diào)節(jié)。
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