鍋爐受熱面管失效以及預防措施研究

【摘 要】隨著經濟社會的不斷進步，人們對社會生產的需求也越來越多，鍋爐作為重要的生產動力設備，其在社會發展中起到的作用越來越重要。鍋爐的安全運行成為決定生產流程成敗的關鍵因素。鍋爐受熱面作為鍋爐的重要部分，常常處于惡劣而復雜的運行環境之中，成為鍋爐使用中經常出現問題的部位之一。在本文中，筆者結合多年工作經驗，對導致鍋爐受熱面管的因素進行了分析，并提出幾條建議，希望對相關人士的工作能夠有所幫助。

【關鍵詞】鍋爐；受熱面管；失效；問題與預防

鍋爐受熱面是鍋爐的重要單位，常常由多根管子構成，其作用為將煙氣中的熱量傳送至水、汽界面，常常處于條件復雜的工作環境當中，故障率也頗高。近年來，隨著材料技術的不斷發展，鍋爐受熱面管的工作環境得到了極大的改善，然而由于鍋爐內傳熱、流動、燃燒等過程難以控制，再加上其他外部因素的影響，鍋爐受熱面管常常失效，貽誤生產進行，嚴重時甚至會造成人員傷亡。相關工作人員只有認真分析事故原因，并提出相應的預防措施，才能保障鍋爐的穩定運轉和生產流程的順利進行。

一、導致鍋爐受熱面管失效的原因

1. 高溫損傷

通常情況下，鍋爐受熱面管都有可承受壁溫的極限值，由于鍋爐受熱面管工作環境的復雜常常導致管內積垢、缺水水循環不暢等故障，是鍋爐受熱面管的溫度超過其所能承受的極限值，最終導致鍋爐受熱面管被損傷。

2. 缺水

缺水是工業鍋爐工作過程中最常見的事故之一，常常導致受熱面管過熱、變形、爆炸，甚至引起鍋爐爆炸。缺水會使鋼管冷卻不均勻，管子壁溫急劇增高，抗拉強度降低，管內氣壓所產生的應力超過管壁所能承受的正常范圍，導致管子變形甚至爆炸。缺水導致的鍋爐受熱面管失效常表現為大量的管子被損傷、脹口漏水，尤其是鍋爐受熱面管的高溫區和最高處表現最為明顯；其次，爆炸的管子韌性撕裂特征明顯，破口縱向破裂，斷面十分鋒利，管內壁十分干凈，由于從破口沖出的氣流的反作用力，管子產生彎曲，塑性變形大。第三，因升溫過快，管子表面沒有形成厚度較大的氧化皮層。

3. 氧腐蝕

鍋爐的停爐保護機制不完善，使得外界氧氣進入管內，而在實際運行過程中，出樣措施不到位，或者除氧設備運轉不正常，常常導致氧腐蝕。氧腐蝕是常見電化學腐蝕之一，其作用原理為，水中溶解氧與鐵形成兩個電極，通過氧化作用與鐵發生氧化反應，使得鍋爐受熱面管的金屬被腐蝕。與缺水導致的管子爆炸不同遭氧腐蝕的典型特點為，常發生在積水較多的位置、彎頭中性區，潰瘍腐蝕，表面生成許多鼓包，鼓包外層為褐色Fe3O2，內部則為Fe2O3。

4. 硫腐蝕

低溫硫腐蝕，指鍋爐由于排煙過度，導致管壁溫度小于煙氣漏點，從而在管外壁導致硫腐蝕，其主要機理為：燃料中的硫經燃燒后成為一氧化硫與三氧化硫，在充足的空氣中經高溫作用，一氧化硫全部轉化為三氧化硫，然后與水蒸氣結合，成為硫酸蒸汽與亞硫酸，二者都具有強烈的腐蝕性，當它們附著在低于露點的鍋爐受熱面上時，將會嚴重腐蝕金屬表面。通過上述過程可以看出，燃料中硫的含量和鍋爐運行時的空氣系數對煙氣的露點溫度有決定性的影響，并決定著硫腐蝕的強度。硫含量越高，則露點溫度越低，腐蝕性就越大。

一、 鍋爐受熱面的磨損

鍋爐受熱面的作用為將煙氣中的熱量傳送至水汽界面，因此，當煙氣經過鍋爐受熱面時，其中的各種細小顆粒與雜質往往會對鍋爐受熱面造成一定程度的損傷，長此以往，導致鍋爐受熱面被磨損和破壞?；馉t受熱面的磨損可分為兩大類，一類是切削磨損，一類是變形磨損。切削磨損是指顆粒從小角度對鍋爐受熱面管進行沖擊，產生切力，將鍋爐受熱面管的表層一層層的削去變形磨損是指顆粒以近乎垂直的方向沖擊鍋爐受熱面管，使其表面形成塑性變形層，經過顆粒的多次反復沖擊，表層漸漸脫落。在鍋爐的實際運行過程中，以上兩類磨損往往是同時存在的，且這兩類磨損對受熱面管產生的損傷與煙氣的運動速度以及顆粒的性質有關，煙氣運動速度越快，濃度越高、顆粒越大，鍋爐受熱面管的沖擊就越大造成的損傷就越大。除此之外，DZ型鍋爐把火門處的管子常常因把火操作不規范而導致磨損。

二、防治鍋爐受熱面管失效的措施

1. 對于缺水的防護措施

首先，大膽創新，采用更為合理的結構來對鍋爐受熱面進行多層次的防護，例如可采取雙重防護機制，在正常運行缺水時，另一種保護機制可以及時的對其進行供水，防止因缺水產生事故。還可以設置鍋爐自動保護機制，當鍋爐引缺水導致排煙溫度過高時，可自動切斷鍋爐燃料供給，停止鍋爐的工作。其次，應安排專門人員定期沖洗鍋爐水位表，對鍋爐的水位報警裝置、自動供水系統、低水位自動停爐系統定期進行熱態或冷態試驗，以保障各個系統的靈敏運行。還應定期沖洗水汽連管，保證鍋爐水質，防止水位表連通管被堵塞，現實虛假水位。

2. 防止氧腐蝕

采用除氧器以及除氧器與化學除氧相結合的辦法，防止氧腐蝕。結合多年的工作經驗，筆者建議采用熱力除氧的方式，利用蒸汽將鍋爐供水升溫至大氣式除氧器壓力下的飽和溫度，此時，水表面蒸汽壓力與水面全壓力接近，溶解在水中的氣體分壓力趨近于0，供水不具有溶解氣體的能力，溶解在水中的氣體被析出，達到除去氧氣，保護鍋爐受熱面管的目的。

與熱力除氧相比，真空除氧效果較差，不推薦使用。要充分利用化學原理，當供水呈酸性且含氧時，氧腐蝕往往會十分嚴重，應使用脈沖泵注入堿性溶液進行中和。此外，還應做好停爐養護工作。

3. 防止低溫硫腐蝕

導致低溫硫腐蝕的主要因素是硫含量過高以及過?？諝庀禂颠^大。因此，可采用以下方式來防止低溫硫腐蝕：一，使用脫硫技術和低硫燃料，從源頭上減少含硫量。二，通過火焰顏色來判斷過?？諝庀禂担瑢⑵淇刂圃?.05～1.1間，有效降低發生低溫硫腐蝕的可能性。三，提高排煙溫度，露點以上的溫度可以有效的防止省煤器低溫硫腐蝕。

4. 合理計算，減少磨損

科學的設計和核算煙道截面，采取合理措施如鏈條爐排來控制料層厚度和風量，以達到減慢煙氣速度，減小煙氣量的效果，有效防止鍋爐受熱面管磨損。實行安全責任制，安排專門人員定期對鍋爐受熱面管和隔煙墻進行檢查，做好設備的養護工作，及時發現和解決問題，如發現防磨片被損傷，則應及時進行更換，吹灰器若面向管子，則應及時調節吹灰器的位置。

除上述措施外，還應加強對相關工作人員的技能培訓，使每個人都能更好的適應自己的工作，提高工作人員的思想認知水平，使其充分認識到自己工作的重要性，建立健全與之相關的監督機制和責任機制，對于因不規范操作而引發的鍋爐受熱面管失效應徹底追查，嚴格獎懲措施。

總結：

總而言之，鍋爐受熱面管是鍋爐的重要組成部分，其安全運行是鍋爐有序運作，保障生產順利的重要前提，相關工作人員只有充分做好準備工作和相應的預防措施，才能保障鍋爐安全、穩定的運行，為經濟社會的可持續發展和滿足人民群眾的生活需求多座貢獻。

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