?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)定運行工作是重中之重,所以如何搞好鍋爐的安全運行是我們的一項首要工作。
關鍵詞：鍋爐 水位事故 爆管 結焦 制粉系統防爆 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)定運行工作是重中之重,所以如何搞好鍋爐的安全運行是我們的一項首要工作。
鍋爐運行是一項專業(yè)性、技術性極強的工作。作為心臟車間，降低鍋爐安全穩(wěn)定運行的風險，提高對鍋爐操作專業(yè)技術的了解找出生產運行中的隱患，提出預防措施是搞好鍋爐的的安全運行管理是我們要進行的一項重要的工作。為進行提前分析、提前預控可能發(fā)生的風險、提高機組經濟運行性能，我們主要針對燃煤鍋爐常見的安全生產隱患來簡單探討下如何保證燃煤鍋爐安全運行的因素及措施工作。
二、燃煤鍋爐運行的重要安全因素
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，保護鍋爐安全運行的重要裝置。當受壓系統中的壓力超過規(guī)定值時，它能自動打開，把過剩的介質排放到大氣中去，以保證壓力容器和管道系統安全運行，防止事故的發(fā)生，而當系統內壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時又能自動關閉。安全閥工作的可靠與否直接關系到設備及人身的安全，所以必須給予重視。
1.1安全閥使用的注意事項
1.1.1閥門漏泄
在設備正常工作壓力下，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引起介質損失。另外，介質的不斷泄漏還會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金屬材料，雖然力求做得光潔平整，但是要在介質帶壓情況下做到絕對不漏也是非常困難的。因此，對于工作介質是蒸汽的安全閥，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，就認為密封性能是合格的。
1.1.2閥體結合面滲漏
指上下閥體間結合面處的滲漏現象，造成這種漏泄的主要原因：一是結合面的螺栓緊力不夠或緊偏，造成結合面密封面不好。二是閥體結合面的齒形密封墊不符合標準。三是閥體結合面的平面度太差或被硬的雜質墊住造成密封失效。
1.1.3安全閥的回座壓力低
安全閥回座壓力低對鍋爐的經濟運行有很大危害，回座壓力過低將造成大量的介質超時排放，造成不必要的能量損失。主要是由以下幾個因素造成的：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，介質不斷排出，推動主安全閥動作。二是：閥芯與導向套的配合間隙不適當，配合間隙偏小，在沖量安全閥啟座后，在此部位瞬間節(jié)流形成較高的動能壓力區(qū)，將閥芯抬高，延遲回座時間，當容器內降到較低時，動能壓力區(qū)的壓力減小，沖量閥回座。三是各運動零件磨擦力大，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的抖動現象，稱其為安全閥的顫振，顫振現象的發(fā)生極易造成金屬的疲勞，使安全閥的機械性能下降，造成嚴重的設備隱患，發(fā)生頗振的原因一方面是閥門的使用不當，選用閥門的排放能力太大(相對于必須排放量而言)。另一方面是由于進口管道的口徑太小，小于閥門的進口通徑，或進口管阻力太大。
1.2安全閥在設置時還應注意事項
安全閥在設置時還應注意以下幾點：
（1）容器內有氣、液兩相物料時安全閥應裝在氣相部分。
（2）安全閥用于泄放可燃液體時，安全閥的出口應與事故貯罐相連。
（3）一般安全閥可就地放空，放空口應高出操作人員1米（m）以上且不應朝向15米（m）以內的明火地點、散發(fā)火花地點及高溫設備。室內設備、容器的安全閥放空口應引出房頂，并高出房頂2米（m）以上。
（4）當安全閥入口有隔斷閥時，隔斷閥應處于常開狀態(tài)，并要加以鉛封，以免出錯。
2燃煤鍋爐水處理的重要性
鍋爐運行系統都離不開水、水質的好壞將直接影響系統的運行效率和安全，因此水質是否合格是鍋爐系統運行管理的重要組成部分。原水中含有各種雜質、若未經處理就進入系統、會使鍋爐受熱面結垢、腐蝕、嚴重影響鍋爐的安全經濟運行。
2.1 影響鍋爐安全運行的原因分析
2.1.1 鍋爐受壓元件水側溶解氧腐蝕
溶解氧腐蝕屬于吸氧腐蝕。它是鍋爐系統最常見的且較為嚴重的腐蝕。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壁，由于省煤器內水溫逐漸升高，給吸氧腐蝕創(chuàng)造了條件，省煤器的內表面積很大，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，則大量溶解氧將隨給水進入鍋爐，其中一部分被蒸汽帶走，造成蒸汽管路及凝結水管路的吸氧腐蝕；另一部分則造成鍋爐腐蝕，其腐蝕部位一般在汽包的水側及下降管內，而水冷壁管內，由于汽包的除氧作用，溶解氧不易到達金屬表面則很少出現吸氧腐蝕。所以，在鍋爐內部產生的氧腐蝕，發(fā)生在汽包和下降管內，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，這種腐蝕對金屬結構強度的損壞是十分嚴重的。有實驗如下：對一臺給水未采取任何除氧措施的4T/H快裝鍋爐定期觀測，汽包內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年時間鍋爐煙管就會因腐蝕而全部穿漏，汽包壁的蝕坑也將達到其厚度的1/3。
另外，熱水鍋爐由于給水量大，溶解氧帶入爐內的機會更多，熱水鍋爐產生的氧腐蝕要比蒸汽鍋爐嚴重的多。
2.1.2 應力腐蝕
應力腐蝕多發(fā)生在鍋爐受壓元件中高度應力集中區(qū)，焊后冷卻時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物，使焊縫及其附近的熱影響區(qū)金相組織改變，產生拉伸應力。由于管板孔橋區(qū)本身就是高應力集中區(qū)，所以當汽包承受一定內壓時，各類應力疊加，使總拉伸應力有可能超過材料的屈服極限，出現塑性應變，即金屬表面晶界出現塑性滑移，破壞金屬表面鈍化膜，造成腐蝕。
前已述及，由于拉伸應力使金屬表面出現塑性滑移，移動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、小陽極的電化學反應過程，加速陽極的溶解。同時在超過材料屈服限的過高拉伸應力作用下，應力腐蝕裂紋源形成。金屬在裂紋源內的溶解過程將產生過多的正電荷。為了保持電中性，爐水中大量帶負電荷的氯離子將滲入到裂紋源內，形成金屬氯化物，并進一步水解形成鹽酸，此時應力腐蝕裂紋源內溶液的PH值可能低于2，形成強酸性溶液區(qū)，加速裂紋源內部金屬的溶解，并使更多的氯離子到裂紋源內。氯離子的集中濃縮形成了加速腐蝕體系，在拉伸應力的聯合作用下，裂紋持續(xù)擴展，導致孔橋斷裂并在后管板區(qū)域發(fā)生龜裂現象，致使整臺鍋爐報廢。在鍋爐運行中，上述情況多有發(fā)生。
2.1.3 水垢導致的破壞
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，達到飽和程度時，在蒸發(fā)面上析出晶核，并不斷長大，形成水垢。水垢的導熱性極差，一般為鍋爐鋼板的導熱系數的1/10、甚至于1/1000。（鍋爐鋼板的導熱系數為160～200Kj/m?h?℃，水垢導熱系數最低為為0.2KJ/m?h?℃，當高溫管板外側煙溫為800℃，內側飽和介質溫度為160℃時，若未結生水垢，管板壁溫在200℃左右，若結1mm后的硅酸鹽水垢，其壁溫將達到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，當壁溫達500℃時，鋼板屈服極限僅為100MP左右，低于鍋爐受壓元件材質許用應力。往往在鍋爐承受正常工作壓力時就會出現后管板泄漏、鍋筒鼓包、水汽壁管爆管等重大事故。


圖1 溫度對低碳鋼屈服點的影響
另外，由于一些鍋爐房水處理不好導致鍋爐結垢，在年檢時被強令進行化學清洗除垢，多采用濃度為5%～10%的鹽酸加適量的緩蝕劑進行清洗除垢，以避免在除垢時對鍋爐鋼板造成傷害。但無論是何種緩蝕劑，效果都是有限的。因為在進行化學清洗時，要求緩蝕劑在減少金屬腐蝕的同時必須有效地抑制氫脆化的危害。但由于種種原因，目前大多數緩蝕劑都不能有效避免氫脆。
2.1.4 停爐保養(yǎng)不當所造成的腐蝕
鍋爐多數屬于季節(jié)性供熱設備，停爐期間較長，特別是在空氣相對濕度很大的雨季。若不采取適當的保養(yǎng)，進入各受壓元件內部的氧氣就會引起潮濕的金屬表面產生氧腐蝕，被腐蝕成高價氧化鐵，運行時金屬繼續(xù)發(fā)生腐蝕，使高價氧化鐵還原生成低價氧化鐵。在下一次停爐時，已還原的鐵銹由于吸附空氣中的氧又重新被氧化成高價氧化鐵，并且在鐵銹下面由于充氧濃度不同，產生強烈的濃差腐蝕，使氧化鐵量大增，鍋爐再運行時，它們又都參與陰極反應過程。隨著鍋爐的交替運行和停用，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，如鍋爐汽包及下聯箱內沉積有水渣，在鍋爐停用時，這些地方最易積存水分和吸附潮氣。其結果，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重而報廢。其原因：一是停爐后根本不進行任何保養(yǎng)；二是停爐保養(yǎng)不到位，沒有起到應有效果。對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：對于蒸汽鍋爐，目前主要采用在技術上已成熟的熱力除氧技術，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，就達到GB1576—1996《低壓鍋爐水質》所規(guī)定指標，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，使鍋爐給水品質得到保證，確保凝結水PH值偏中性，減少凝結水對管道的腐蝕，延長了凝結水管道的使用壽命。但是，由于國內多數采用國產除氧設備，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行除氧工作，目前一般采用鍋爐產生的蒸汽作為熱源，其消耗的蒸汽約為鍋爐產汽量的10～15％，這樣實際就降低了鍋爐的蒸汽供應能力；并且由于除氧過程中水中溶解的氧氣、氮氣以及二氧化碳等氣體被氣化作為廢氣排入大氣，帶走部分熱能，造成鍋爐系統自身能耗的升高，使其運行經濟型下降。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)生反應生成輕氧化鐵絮狀沉積物，通過除氧器的反洗工藝進行排除，實現除氧功能。該除氧方式優(yōu)點為運行安全，能耗偏低，無需消耗鍋爐產生的蒸汽，并且由于鍋爐進水為常溫，為進一步利用鍋爐煙氣余熱帶來節(jié)能空間（包括利用煙氣當中的顯熱和潛熱）；但是，該除氧方式缺點也較明顯，即疏松的海綿鐵如果處理不當容易出現板結，影響除氧效果和過水量，造成除氧給水不足和溶氧值超標現象，鐵粉和塑脂泄漏后隨鍋爐給水進入鍋筒內對鍋爐的安全運行構成維修；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儀器運行穩(wěn)定性較差，除氧效果較較難確認。
2.2.2應力腐蝕的防止
防止應力腐蝕的措施，首先要定期測試爐水中氯離子含量，當含量過高時，可通過排污，將爐水氯離子含量始終控制在≤100mg/L范圍內。
同時在鍋爐運行中，應盡量保持汽包壓力恒定，避免后管板孔橋區(qū)出現疲勞應力。在鍋爐定期年檢中，后管板可作為重點檢驗部位，必要時可輔之以磁粉超聲波探傷，檢測有無表面裂紋。
2.2.3水垢的防止
加強水質分析，嚴格控制鍋爐給水水質達到GB1576—1996《低壓鍋爐水質》所規(guī)定的指標，完善、加強水質分析工作的管理落實，采取有效可行的水質處理方式，防止鍋爐結垢腐蝕，實施加強并監(jiān)督檢查鍋爐停爐保養(yǎng)，延長鍋爐的理論使用壽命。
3鍋爐燃燒調節(jié)的重要性
鍋爐燃燒工況的好壞直接影響著鍋爐運行的安全和效益。燃燒過程是否穩(wěn)定直接關系到鍋爐運行的可靠性；鍋爐燃燒的好壞直接影響鍋爐運行的經濟性，燃燒過程的經濟性要求合理的風與煤粉的配合，及保證適當的爐膛溫度。
3.1燃料量的調節(jié)
燃料量的調節(jié)是燃燒調節(jié)的重要一環(huán)。不同的燃燒設備和不同的燃料種類，燃料量的調節(jié)方法也各不相同。當鍋爐負荷發(fā)生變化時，需要調節(jié)進入爐內的燃料量，它通過調節(jié)爐排減速機轉數、給煤機轉數、調節(jié)給煤機下煤擋板開度來實現的。當鍋爐負荷變化較小時，只需改變給煤機轉速就可以達到調節(jié)的目的；改變給煤機的轉數是通過手動控制器加減勵磁電機的電流完成的。當鍋爐負荷變化較大時，用改變給粉機的轉數不能滿足調節(jié)幅度的要求，則在不破壞內燃工況的前提下，先對爐排減速機轉數進行調節(jié)，然后調節(jié)給煤機轉數，彌補調節(jié)幅度大的矛盾。若上述手段仍不能滿足調節(jié)需要時，可用調節(jié)給煤機擋板開度的方法加以輔助調節(jié)。
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