鍋爐受熱面管失效原因及防治措施

鍋爐受熱面管失效原因及防治措施摘要：工業(yè)企業(yè)想要保證生產(chǎn)供應(yīng)的穩(wěn)定性與可靠性，就需要鍋爐長期處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下。若鍋爐在運(yùn)行的過程中，其受熱面發(fā)生失效現(xiàn)象，就需要進(jìn)行停爐檢修，從而產(chǎn)生一系列的維修費(fèi)用、檢查費(fèi)用、停產(chǎn)費(fèi)用以及其他損失，導(dǎo)致工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到影響，同時(shí)還會影響工業(yè)企業(yè)的社會效益。因此，想要降低鍋爐受熱面失效的幾率，就需要對鍋爐受熱面失效的原因進(jìn)行分析，調(diào)整運(yùn)行管理，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以此為工業(yè)企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行提供重要保障。

關(guān)鍵詞：鍋爐；受熱面管；失效原因；防治措施?

1工業(yè)鍋爐應(yīng)用概況

工業(yè)鍋爐，顧名思義就是向工業(yè)生產(chǎn)或生活用途提供蒸汽或熱水的鍋爐。熱電工廠、供水企業(yè)以及一些鋼材加工制造產(chǎn)業(yè)對于工業(yè)鍋爐的使用最為集中。但是在經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展進(jìn)步的大背景下，人類對能源的利用率和能源的儲備率都將面臨著愈發(fā)嚴(yán)峻的形勢。能源節(jié)約以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理的問題對企業(yè)的利益和發(fā)展前景有著重大影響，因此引起了人們的高度重視。截至2017年，全國工業(yè)鍋爐總?cè)萘亢嫌?jì)約206萬蒸噸，其中燃煤工業(yè)鍋爐約30.7萬臺，燃煤消耗量可達(dá)到約5.4億噸/年。我國50%以上的燃煤鍋爐在采暖季運(yùn)行，且主要集中在北方地區(qū)。燃煤工業(yè)鍋爐整體呈現(xiàn)量大面廣、容量小、運(yùn)行效率低、污染排放重、單位容量環(huán)保投資及運(yùn)行成本高的特點(diǎn)。

2鍋爐受熱面失效的原因

2.1焊縫泄漏導(dǎo)致的受熱面失效

焊接是鍋爐受熱面制造安裝中最為常見的工序，通過焊接的方式將各個(gè)零部件連接起來，而受到各種因素的影響會出現(xiàn)焊接質(zhì)量缺陷，一旦焊縫存在質(zhì)量缺陷，將會導(dǎo)致受熱面發(fā)生泄漏而產(chǎn)生各種安全事故。焊縫缺陷主要表現(xiàn)為未焊透、咬邊、夾渣、氣孔、裂紋等形式，多數(shù)原因?yàn)楹附庸に嚥灰?guī)范所導(dǎo)致。對焊材的管理不到位，沒有做好烘干處理，焊前沒有對母材表面進(jìn)行清潔處理，都會出現(xiàn)焊接質(zhì)量缺陷；焊接的溫度和速度掌握不好，容易在焊縫中出現(xiàn)氣孔；焊接前后熱處理不當(dāng)，會出現(xiàn)焊接裂紋；在檢修工作中如果強(qiáng)力對口會導(dǎo)致殘余應(yīng)力過大，而在運(yùn)行中由于膨脹不暢就會發(fā)生泄漏。焊縫泄漏是受熱面失效的主要原因之一，所以應(yīng)該加強(qiáng)對焊縫的質(zhì)量控制。

2.2短時(shí)超溫爆管導(dǎo)致的受熱面失效

短時(shí)超溫爆管多發(fā)生于水冷壁中，其主要原因?yàn)槭軣岵痪?，冷卻條件惡化致使管壁溫度短時(shí)間內(nèi)突然升高。當(dāng)管壁溫度超過材料的下臨界點(diǎn)時(shí)，材料強(qiáng)度會有所降低，在高溫高壓的運(yùn)行環(huán)境下就會發(fā)生爆管。如果爐膛內(nèi)動力場不穩(wěn)定，出現(xiàn)火焰中心偏移的現(xiàn)象就會造成水冷壁局部熱負(fù)荷過高而發(fā)生短時(shí)超溫爆管；在水冷壁中如果出現(xiàn)焊瘤、夾渣或者其他異物堵塞，亦或是管內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，都會導(dǎo)致管內(nèi)汽水循環(huán)不暢，在汽水分配不均的情況下就會發(fā)生短時(shí)超溫爆管，鍋爐嚴(yán)重缺水也是短時(shí)超溫爆管的原因。在爆口處會發(fā)生明顯的塑性變形，管徑漲粗，管壁減薄，在判斷原因時(shí)可根據(jù)管內(nèi)超溫面積、數(shù)量和位置來確定。

3防止鍋爐受熱面管失效的有效措施

3.1確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)，防止管壁結(jié)垢

鍋爐水就好比人的血液，鍋爐水質(zhì)就好比人的血質(zhì)。提高鍋爐水質(zhì)是直接降低管壁結(jié)垢概率的方法。在我國，鍋爐水質(zhì)有一套行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)：無論是鍋外化學(xué)處理還是鍋內(nèi)加藥都要讓水質(zhì)達(dá)到GB1576-2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，爭取鍋爐無垢運(yùn)行。鍋外的化學(xué)處理是目前鍋爐水處理的主流方式，能有效降低水中的Ca2+、Mg2+，從根本上解決水垢產(chǎn)生的源頭。而常用的化學(xué)藥劑為純堿、磷酸三鈉的除垢方式是維持水中有過剩的CO32-或者PO43-來形成松散的水渣，從而達(dá)到除垢的目的。注意，純堿法應(yīng)控制壓力，否則容易產(chǎn)生Mg（OH）2變成附著軟垢，反而增加了管道中的水垢。

3.2保證材料質(zhì)量

（1）采用光譜檢測技術(shù)對管口、新管及附件材質(zhì)進(jìn)行檢測并對材料質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)，在現(xiàn)場部件上標(biāo)明材質(zhì)、安全位置并給出相應(yīng)的檢測報(bào)告。（2）將焊接材料進(jìn)行光譜復(fù)核，在鋼板上進(jìn)行對焊，打磨完成后進(jìn)行光譜檢驗(yàn)并給出報(bào)告。（3）在確保滿足焊接工藝要求后核對所要使用的焊接管材、附件，保證準(zhǔn)確無誤。（4）采用光譜方式對焊縫材料進(jìn)行復(fù)檢，保證無誤。

3.3確保水體的運(yùn)動壓頭，保持回路高度

只有保證鍋爐中水體運(yùn)動壓頭穩(wěn)定性才能有效預(yù)防水循環(huán)事故，確?；芈犯叨葷M足要求，保證水循環(huán)的穩(wěn)定性。將管理重點(diǎn)放在及結(jié)構(gòu)自身影響方面，保證下降管、蒸汽引出管的量。下降管總截面面積大約是上升管的30％，下降管應(yīng)是絕熱的，盡可能從汽包最下端引出；避免璧管急轉(zhuǎn)彎及水平受熱面現(xiàn)象，應(yīng)在15°以上。

3.4避免異物遺留在受熱面管內(nèi)部

（1）受熱管口、附件在進(jìn)行切割時(shí)可以采用切割機(jī)，避免采用氣割方式，假如因?yàn)榭臻g位置不足需要采用氣割方式時(shí)應(yīng)進(jìn)行審批并將相應(yīng)的檢查措施進(jìn)行落實(shí)。（2）處理非水平管段時(shí)應(yīng)先將管口割下，使用薄板進(jìn)行臨時(shí)封堵，然后在將上管口割下。（3）切割后應(yīng)將水溶紙及時(shí)塞入，加裝金屬蓋，在收工前貼好封條，對管口封堵情況進(jìn)行及時(shí)有效的檢查。（4）在進(jìn)行坡口加工前應(yīng)先做好封堵工作，將水溶紙塞入到管口，上部加裝帶防脫落裝置的膠皮墊，將施工過程中產(chǎn)生的碎屑進(jìn)行及時(shí)清理，不能采取封堵措施進(jìn)行坡口加工。如果管道內(nèi)出現(xiàn)異物應(yīng)如實(shí)并及時(shí)匯報(bào)并根據(jù)現(xiàn)場情況將異物取出。采用通球試驗(yàn)方式對新管段進(jìn)行試驗(yàn)檢測并對管內(nèi)進(jìn)行吹掃，保證管道內(nèi)部暢通，無異物，然后進(jìn)行臨時(shí)封堵，等待對口。對口前再次進(jìn)行異物檢查，保證其暢通。

3.5受熱面管腐蝕防范措施

（1）氧腐蝕的防范措施。鍋爐中的氧腐蝕的主要來源是鍋爐用水中的氧。這部分氧很難去除，必須要同時(shí)使用化學(xué)除氧和除氧器結(jié)合的辦法。常見除氧器的工作原理是通過增加水的溫度，降低氧化性物質(zhì)在水中的溶解度，使其逸出?，F(xiàn)在還有一些諸如真空除氧和解析除氧的方法由于成本和本身的技術(shù)問題并未推廣。化學(xué)除氧由于所用藥劑的成本過高，一般作為除氧器的輔助方法使用。將化學(xué)藥劑如：聯(lián)胺、DMKO等加入水中達(dá)到除氧效果。（2）低溫硫腐蝕的防范措施。低溫硫腐蝕的防范主要在于控制硫的來源。在鍋爐中，硫元素的主要來源是燃料，使用低硫燃料或者自備脫硫技術(shù)可以有效地減少低溫硫腐蝕現(xiàn)象。與此同時(shí)，我們還要控制過量空氣系數(shù)，將過量空氣系數(shù)控制在1.05-1.1之間可以有效地減少SO3的生成。提高排煙溫度，配合露點(diǎn)以上的排煙溫度（180-250℃）可以防止省煤器被低溫硫腐蝕。

3.6避免因換管產(chǎn)生新缺陷

（1）當(dāng)出現(xiàn)切割機(jī)誤傷到相鄰管段情況時(shí)應(yīng)提前做好防護(hù)工作，通常會使用捆扎防磨瓦；（2）管口切割完成后對附件管段進(jìn)行檢查，當(dāng)出現(xiàn)誤割位置時(shí)對記錄進(jìn)行保留并在新管對口前進(jìn)行處理。（3）在進(jìn)行高壓焊接時(shí)應(yīng)保證焊接技術(shù)人員具有一定資質(zhì)，執(zhí)行材質(zhì)確認(rèn)、預(yù)熱、熱處理、探傷等工序。（4）完成安裝后根據(jù)圖紙進(jìn)行檢查并對安裝情況進(jìn)行確認(rèn)。（5）檢查確認(rèn)后出現(xiàn)電焊誤傷產(chǎn)生缺損，并對缺損問題進(jìn)行記錄，然后進(jìn)行驗(yàn)收。

3.7對鍋爐受熱面的焊接質(zhì)量進(jìn)行提升

由于鍋爐組件較多且結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，所以在對其受熱面管進(jìn)行焊接時(shí)，需要根據(jù)焊接規(guī)范和要求進(jìn)行嚴(yán)格安裝，同時(shí)每個(gè)安裝步驟都要根據(jù)工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，保證焊接質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。通過提升焊接質(zhì)量，保證鍋爐受熱面可按照設(shè)計(jì)方案正常運(yùn)行，就可使爆管現(xiàn)象有效減少。

4結(jié)語：總的來說，工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)的過程中，一旦鍋爐受熱面出現(xiàn)失效現(xiàn)象，就會導(dǎo)致停爐。因失效不僅會使鍋爐自身的安全性和性能受到影響，同時(shí)還會使工業(yè)企業(yè)受到嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損傷。因此。想要降低鍋爐受熱面爆管的幾率，就需要對失效的原因進(jìn)行分析，然后對可能會導(dǎo)致失效的原因進(jìn)行有效預(yù)防，同時(shí)加強(qiáng)對鍋爐日常運(yùn)行的管理，使工業(yè)企業(yè)鍋爐運(yùn)行的安全性和可靠性得到提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]桑立彪.工業(yè)鍋爐受