工業(yè)熱水鍋爐結(jié)垢的原因及防治對(duì)策論文
摘要：通過(guò)簡(jiǎn)要介紹遼源礦業(yè)(集團(tuán))西安煤業(yè)公司目前運(yùn)行的鍋爐，在使用過(guò)程中發(fā)生事故的案例，分析了事故主要原因，并提出了如何避免鍋爐事故發(fā)生的方法及對(duì)策，對(duì)保證工業(yè)鍋爐安全生產(chǎn)運(yùn)行具有十分重要意義。
關(guān)鍵詞：工業(yè)熱水鍋爐；結(jié)垢；排污；防治對(duì)策
0 前言
工業(yè)供熱鍋爐在煤礦安全生產(chǎn)中占有十分重要地位，遼源礦業(yè)(集團(tuán))西安煤業(yè)公司擁有鍋爐76蒸噸／22臺(tái)，主要用于冬季井口絞車(chē)道及候車(chē)室送暖風(fēng)加熱和地面廠(chǎng)房及辦公場(chǎng)所供熱。其中熱水鍋爐10蒸噸／2臺(tái)，每年鍋爐停爐后，集團(tuán)公司鍋爐檢驗(yàn)所在對(duì)鍋爐定期檢驗(yàn)過(guò)程中，都會(huì)發(fā)現(xiàn)熱水鍋爐出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。有的甚至在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)水冷壁以及拱管爆管，或鍋爐筒下部過(guò)熱鼓包的事故，從而導(dǎo)致鍋爐停爐，影響正常供暖，因此加強(qiáng)鍋爐管理和使用，對(duì)保證鍋爐安全生產(chǎn)運(yùn)行尤為重要。
1 幾起鍋爐事故案例
(1)2006年從集團(tuán)公司職工總醫(yī)院調(diào)到二斜井鍋爐房的DZL2.8—0.7／95／70－AⅡ型鍋爐，在總醫(yī)院停爐后，檢定發(fā)現(xiàn)渣爐筒前底部積結(jié)垢鼓包，前部水冷壁結(jié)垢，爆管。后管板結(jié)垢產(chǎn)生過(guò)熱裂紋。調(diào)到二斜井鍋爐進(jìn)行大修后，檢測(cè)合格投入運(yùn)行。
(2)2008年機(jī)修D(zhuǎn)ZL2.8—0.7／95／70—AⅡ型鍋爐，檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)爐筒前底部積渣結(jié)垢，后部水冷壁結(jié)垢，前部對(duì)流上升管上端結(jié)垢，管口區(qū)積渣；該鍋爐現(xiàn)已更新為6噸節(jié)能型熱水鍋爐。
2 熱水鍋爐結(jié)垢原因分析
(1)熱水鍋爐結(jié)垢原因。熱水鍋爐結(jié)垢的主要原因是鍋爐運(yùn)行時(shí)水渣形成水垢，熱水鍋爐爐水不汽化，水中的雜質(zhì)由于加熱分解，相互反應(yīng)而生成水渣。爐內(nèi)水處理的目的和作用主要是讓雜質(zhì)生成懸浮力強(qiáng)，流動(dòng)性好的水渣，以利于排出爐外。鍋爐給水水質(zhì)不良，補(bǔ)水量偏大都會(huì)使熱水鍋爐內(nèi)有大量水渣。水渣生成后，最初以懸浮狀態(tài)存在于鍋爐水中，并隨鍋爐水循環(huán)。如果它不能及時(shí)通過(guò)排污管路排出爐外，當(dāng)在爐內(nèi)積聚到一個(gè)高濃度時(shí)，就會(huì)結(jié)成水垢。而事實(shí)證明，鍋爐內(nèi)水處理的防垢性能，只有水渣在低濃度下起作用。當(dāng)水渣積到高濃度時(shí)就會(huì)在鍋爐內(nèi)受熱面上生成二次水垢，或在循環(huán)流速低的部位沉積水渣。水垢和沉積鍋筒底部的水渣對(duì)鍋爐危害是很大的，目前熱水鍋爐的水循環(huán)設(shè)計(jì)只考慮水的流速，沒(méi)有把水渣的生成運(yùn)動(dòng)考慮在內(nèi)，這無(wú)疑留下了很大隱患。由于水質(zhì)不良、補(bǔ)水量偏大，排污不及時(shí)等現(xiàn)象的普遍存在，使水渣問(wèn)題更為突出，事故不斷，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此加強(qiáng)管理，提高鍋爐水處理質(zhì)量，對(duì)保證鍋爐安全生產(chǎn)運(yùn)行具有十分重要意義。
(2)鍋筒底部積渣。鍋爐筒上是熱量集中和主要受熱部件。大量水渣要在這里產(chǎn)生和沉降。如果鍋爐簡(jiǎn)前底部水循環(huán)流速很小，水渣的重力作用大于動(dòng)能(爐骨水處理時(shí)還要克服電荷作用)就會(huì)沉降。找不到出路的水渣在這里沉積下來(lái)，在輻射作用下部分固化為二次水垢。要避免這種現(xiàn)象就要給水渣一個(gè)動(dòng)力。讓它升起來(lái)找到出路。這個(gè)動(dòng)力我們可以通過(guò)回水分配來(lái)獲得。
(3)水冷壁結(jié)垢。沉降在水冷壁集箱里的水渣會(huì)被強(qiáng)制循環(huán)的水動(dòng)力沖向前部，排污口設(shè)在循環(huán)水入口側(cè)不利于排污。當(dāng)水渣到一定量時(shí)使循環(huán)通路受阻，集箱內(nèi)流速增高，部分水渣會(huì)泛起進(jìn)入前部冷壁管，高濃度的水渣在外壁強(qiáng)烈輻射作用下不斷變成二次水垢。熱水鍋爐的排污口應(yīng)遠(yuǎn)離循環(huán)水入口處。
(4)上升管結(jié)垢。上升管位于鍋爐筒中間，受其上升水的影響鍋爐筒前部水渣很難到達(dá)后部下降管排出。這不但導(dǎo)致水渣在前部鍋爐筒底部積存，還增加了上升管沉積。如在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)排污，會(huì)使上升管流速下降或滯流，破壞水循環(huán)，增強(qiáng)水渣滯留和結(jié)垢。
(5)后管板裂紋，熱水鍋爐后管板區(qū)域水循環(huán)弱，易發(fā)生水渣停滯濃積，部分水渣附在后管板上或成為水垢。水質(zhì)不穩(wěn)定時(shí)，脫落的垢塊易卡在附近管間，減弱循環(huán)，增加積垢面，導(dǎo)致過(guò)熱裂紋。增加該處的循環(huán)流速也可通過(guò)循環(huán)水引射來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(6)排污。熱水鍋爐排污是水渣運(yùn)動(dòng)的最后一步，許多結(jié)垢事故都是由于排污不當(dāng)所致。在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，排污時(shí)如排不出水渣，還會(huì)破壞水循環(huán)。正確的排污方法是在鍋爐壓火后，循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)弱時(shí)進(jìn)行，此時(shí)不存在破壞水循環(huán)問(wèn)題，也有利于水渣沉降排出；強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)宜在循環(huán)泵停止后，水渣沉降較完全時(shí)進(jìn)行。設(shè)計(jì)水渣的運(yùn)動(dòng)就是要讓其務(wù)必走完排污這最后一步，盡快從鍋爐消失。有時(shí)很難判斷鍋爐內(nèi)水渣情況，我們通過(guò)測(cè)鍋爐水的硬度變化來(lái)計(jì)算鍋內(nèi)水渣量。
3 防止熱水鍋爐結(jié)垢、結(jié)渣的對(duì)策
(1)在回水分配管底部開(kāi)一排小孔，將回水引射受輻射熱的'前部鍋筒底部，使水渣不能在此處沉積，而隨循環(huán)水進(jìn)人前部下降管到達(dá)下集箱沉降排出。改造后試運(yùn)行兩個(gè)取暖周期，未發(fā)現(xiàn)鍋筒上積渣結(jié)垢。使用效果很好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
(2)將水冷壁集箱后部排污改為前部排污。該爐型無(wú)下降管，鍋筒內(nèi)的水渣只有通過(guò)對(duì)流管退出，而對(duì)流管前升后降的布置，使水渣很難退出。這一優(yōu)選的新穎結(jié)構(gòu)從這方面看是有缺陷的。建議對(duì)隔煙墻進(jìn)行重新改進(jìn)，應(yīng)布置為這樣結(jié)構(gòu)；改變煙氣流程使對(duì)流管前后降改為兩側(cè)升中間降。這樣處于鍋筒底部的對(duì)流下降管為其各部位水渣提供了很好的出路，水渣容易進(jìn)入下降管集箱沉降排出。
(3)改兩側(cè)集箱后部進(jìn)水為鍋內(nèi)給水管鉆孔布水，前部鍋筒底部增設(shè)下降管。在回水分配管底部開(kāi)一排小孔引射鍋底，前部引射水冷壁下降管，后部引射后管板，注意引射水不直接沖刷后管板。后管板處鍋水受引射帶動(dòng)循環(huán)流速增加，避免了水渣滯留，防止了鍋爐結(jié)垢等問(wèn)題，解決了水冷壁管結(jié)垢，前部鍋底回水受引射動(dòng)力作用下水渣不能沉積，而是通過(guò)下降管到達(dá)集箱退出或通過(guò)鍋筒后部排污管路排出。
4 結(jié)論
熱水鍋爐在運(yùn)行中，水渣積聚到一定濃度時(shí)就會(huì)生成二次水垢，在一定的濃度和低流速條件下水渣會(huì)沉積，造成水冷壁以及拱管爆管，或鍋爐筒下部過(guò)熱鼓包的事故，從而導(dǎo)致鍋爐停爐，影響正常供暖。要解決鍋爐管壁內(nèi)水垢問(wèn)題，應(yīng)給鍋爐內(nèi)循環(huán)水以足夠動(dòng)力，讓其沿設(shè)定的路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在設(shè)定的部位沉降，并及時(shí)排出水渣，只有正確排污并及時(shí)排出水渣，才能確保鍋爐安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]鹿道志，工業(yè)鍋爐司妒教程(第二版)[M]，北京；航空工業(yè)出版社，2005
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