鍋爐受熱面損壞的常見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)，其運行狀態(tài)直接影響到鍋爐的運行效率，一旦受熱面遭到損壞，將會直接威脅到鍋爐運行的安全性和可靠性。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，鍋爐的運行負(fù)荷逐漸增加，長期處于高溫高壓的運行狀態(tài)下，加之受到各種因素的干擾，會對鍋爐受熱面結(jié)構(gòu)的完整性產(chǎn)生一定的影響，由此導(dǎo)致受熱面無法正常運行。水垢、腐蝕、磨損、超溫等都是導(dǎo)致受熱面損壞的因素，所以文章對鍋爐受熱面損壞的常見原因進行分析，進而提出防范措施，為鍋爐受熱面的設(shè)計工作具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：鍋爐；受熱面；損壞；常見原因；防范措施

前言

鍋爐作為重要的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，在我國的生活以及工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，對于促進社會的經(jīng)濟發(fā)展做出了重要的貢獻。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、過熱器、空氣預(yù)熱器等部分，各個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，但有些常見原因為共性影響因素。在受熱面損壞后，一旦發(fā)生泄漏，就需要停爐檢修，會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)，將會導(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，在對鍋爐受熱面損壞的常見原因進行分析后，在以后的設(shè)計工作中需要不斷的改進和完善，以確保鍋爐的安全穩(wěn)定運行。

1 鍋爐受熱面損壞的常見原因

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原因之一，因為受熱面一側(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)生熱交換的過程中，就會受到水質(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受熱分解，生成較難溶的沉淀物。而在鍋爐給水循環(huán)的過程中，隨著溫度的升降，一些鹽類也會形成結(jié)晶而附著在受熱面的管壁上，這些沉淀物堅硬而致密，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，將會影響受熱面的導(dǎo)熱性，會導(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，金屬因為過熱而產(chǎn)生蠕變，強度降低，在高壓的情況下，就會導(dǎo)致受熱面鼓包、穿孔、破裂現(xiàn)象的發(fā)生，受熱面受損后，直接影響到鍋爐運行的安全性。

1.2 鍋爐受熱面的磨損

因為鍋爐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)的金屬面就會產(chǎn)生磨損。因為在鍋爐燃燒運行的過程中，煙氣中會攜帶各種灰粒雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的運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，灰粒雜質(zhì)就會與受熱面產(chǎn)生碰撞，當(dāng)符合一定的角度以及速度的情況下，就會切削掉受熱面上的金屬屑，長此以往，就會對受熱面產(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)計運行參數(shù)不合理，對受熱面產(chǎn)生的磨損量就會增加，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，在長時間處于高溫運行狀態(tài)時，管壁溫度急劇升高，管壁材料的抗拉強度降低，當(dāng)管內(nèi)所產(chǎn)生的壓力超過了管壁材料的屈服極限時，就會導(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，會導(dǎo)致大量受熱面管同時損傷或者脹口，高溫區(qū)尤其強烈。所以一旦鍋爐缺水，就會引發(fā)鍋爐爆炸，所產(chǎn)生的危害性以及經(jīng)濟損失將會非常巨大。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，就需要針對缺水原因而設(shè)計相應(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強度降低，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)境下運行極易發(fā)生腐蝕。化學(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，受熱面強度降低，在高壓作用下，就會損壞受熱面，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為鍋爐給水含有雜質(zhì)，水質(zhì)不達標(biāo)而導(dǎo)致的，所以通過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)鍋爐的運行狀況，對鍋爐用水設(shè)計合理的水質(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)該對鍋爐進行定期保養(yǎng)，防止水垢的形成。此外，還應(yīng)該針對鍋爐的運行狀況，設(shè)計合理的給水量，盡量減少補給水量。

2.2 受熱面磨損的防護措施

在防范鍋爐受熱面磨損的設(shè)計中，可以通過優(yōu)化鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計來改善。根據(jù)鍋爐運行狀況，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 針對缺水的防護措施

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)計工藝上進行合理的控制。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面可以采取多重保護的措施，當(dāng)鍋爐出現(xiàn)缺水狀況時，另一種裝置能夠及時補充給水。還可以設(shè)計自動停爐裝置，當(dāng)鍋爐受熱面管出現(xiàn)缺水現(xiàn)象時，排煙溫度就會上升，當(dāng)自動停爐裝置感應(yīng)到排煙溫度升高時，就會自動切斷燃料的供應(yīng)，鍋爐停止運行，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)該對鍋爐給水裝置進行報警裝置設(shè)計，當(dāng)?shù)陀跇O限水位時，就會發(fā)出警報并且自動停爐。定期對鍋爐水位表進行清洗維護，保證水位表的正常運行。

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)達標(biāo)符合規(guī)定值。在運行過程中從原水懸浮物，硬度，堿度，酸度pH值，進行適時檢測。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別點上，這樣可使腐蝕由點腐蝕變?yōu)榫鶆蚋g，針對氧腐蝕，還可以采用除氧器。

3 結(jié)束語

受熱面損壞是工業(yè)鍋爐設(shè)備比較常見的安全事故，對工業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，并且威脅到人員的生命財產(chǎn)安全。導(dǎo)致鍋爐受熱面損壞的原因較多，設(shè)計方案不合理、安裝維修不規(guī)范、運行操作不合理都會對受熱面的正常運行造成影響。所以在對常見原因進行分析后，在進行受熱面設(shè)計時，就會加強防范措施，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)定運行，為我國工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

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