單鍋筒縱置式鍋爐水質處理改變造成事故原因及預防淺析

高立君

（福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院漳州分院，福建 漳州 363000）

單鍋筒縱置式鍋爐水質處理改變造成事故原因及預防淺析

高立君

（福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院漳州分院，福建 漳州 363000）

本文根據近期漳州市單鍋筒縱置式鍋爐因水質處理改變，頻繁發生鍋爐鼓包事故的情況，通過實際分析，梳理鼓包事故的成因與原理，并給出預防策略，以減少甚至杜絕該類事故的繼續發生，為安全生產、社會和諧保駕護航。

鍋爐；水質處理；事故；預防

單鍋筒縱置式鍋爐，一般適用于蒸汽需求較小，對蒸汽壓力要求不高的企業單位的工業生產，為最常見，使用最為廣泛的小型工業鍋爐，漳州市現存七百余臺，結構模式為煙火管形式，主要受熱面為鍋筒、水冷壁管及煙管，由于煙管的密布結構，極易造成煙管水垢包裹及管縫水垢積堵的問題，所以對水質要求較高，然而結合漳州市本地該爐型鍋爐的使用情況來看，整體鍋爐水質處理處于缺失或起步階段，鍋爐結垢較嚴重，隨著鍋爐管理人員水平的提高及企業效益的下降，如何降低蒸汽成本越來越受到重視，并開始試著改變該現狀，但近期連續發生幾起因鍋爐水質處理方式改變引起的鍋爐鼓包事故，現對事故原因簡要分析及給出預防策略。

2014年省特檢院對某加氣磚企業DZG4-1.25-W鍋爐進行內部檢驗時發現鍋爐受熱面結垢厚達6.0mm，該爐長期運行在高負荷狀態下，采用地下水直接給水，未經任何水質處理，通過水質化驗，給水硬度值達到15.8mmol/L，嚴重超過GB/T 1576—2008 《工業鍋爐水質》標準，對其下達除垢通知書。分析其原因：（1）鍋爐原本運行在給水高硬度高負荷條件下，處于水垢不斷增厚的狀態，原本煙管水垢已達到6.0mm，突然改變水質環境，增加除垢劑后，水垢開始松散脫落，大量沉積在鍋筒底部。（2）脫落的片垢較大、較厚，無法通過正常的排污工作將其排除，造成越堆越多。（3）鍋筒前底部為主要受熱面之一，材質為16MnR，直接受高溫火焰加熱，火焰溫度可達1000℃以上，鋼板接受火焰的熱量傳遞至爐水產生蒸汽，同時正常的水循環保證鋼板得到良好的冷卻，不至于產生過熱現象。水垢主要成分為碳酸鈣、硫酸鈣等傳熱系數極差的物質，堆積物中的水經高溫加熱汽化，外層的水無法及時進入，鋼板得不到良好的冷卻，換熱基本處于停滯狀態，16MnR最高允許的工作溫度為430℃，而現狀為鋼板溫度一直增高，造成鋼板材質劣化，強度急劇下降，當下降到無法承載鍋內壓力時，鋼板開始產生變形，隨著變形的加深，渣垢逐步填進變形區域，進而促使變形的進一步擴展，周而復始，變形造成鋼板面積變大，壁厚減薄，達到極限后開裂，最終造成嚴重的鼓包事故。

2014年省特檢院對某泡沫企業DZG4-1.25-W鍋爐進行內部檢驗時發現鍋爐前底部鼓包，鼓包范圍環向950mm×縱向850mm，峰高50mm，鍋筒底部大量片垢沉積，厚度達到300mm，查驗水質化驗報告，給水硬度14.6mmol/L，經詢問得知，該爐長期運行在高負荷狀態下，采用地下水直接給水，未經任何水質處理，查看上次內部檢驗報告，水垢厚達12mm，如圖1所示。

圖1　水垢厚達12mm

圖2　全頻電子水處理器

全頻電子水處理器，俗稱全頻電子除垢儀，由處理器主機與信號電纜兩個部分組成，主機用于產生一系列經過特殊處理的全頻復合振蕩波，信號電纜纏繞于需要受處理的水體管道外壁，復合振蕩波信號經過纏繞于管道外壁的信號電纜而在管道內部形成一個與復合振蕩波同步的復合磁場，使得流經該段管道的所有水體均要受到復合磁場的作用，使得水體受到深度細化，受到深度細化的水體的化學特性沒有任何改變，但是它的分子結構的物理特性已經發生了根本性的改變。自然界的水體原本絕大部分以大顆粒分子團狀態存在，而經過特殊頻率和場強的磁場作用以后，大部分的大顆粒分子團因為各種價鍵締合受到同等頻率磁場的激勵而發生共振，發生共振的價鍵會逐漸斷裂，形成大部分的單分子和少量的小分子團狀。

大顆粒的分子團受到細化以后，水體對水中懸浮的各種成垢離子（鈣鎂金屬陽離子、各種負價根以及垢質成份）的溶解度得到大幅度的提升，具有很強的滲透、溶解能力，它們滲透、包圍、疏松、溶解系統原有的致密垢體，使之逐漸松散、脫落，起到除垢功能；

原因分析：原本致密的水垢在全頻電子水處理器的作用下，開始松散、脫落，沉積于鍋筒底部，未能及時清理出去，造成鍋爐鼓包問題，機理前文已闡述，此處不再累述。

綜上所述，單鍋筒縱置式鍋爐水質處理改變造成事故的根本原因在于水垢大量沉積于鍋筒底部，造成鋼板得不到良好冷卻，進而產生鼓包事故。如何避免此類事故的發生呢？首先，水質處理改變前，應進行鍋爐內老垢的化學清洗或機械清洗的工作，使得老垢盡可能的脫落，及時清理出鍋爐；然后，改變水質處理方式不宜過激，要循序漸進，按照GB/T 1576—2008 《工業鍋爐水質》的要求進行水質化驗，根據化驗數據指導水質處理工作；最后，水質處理方式改變后7天-15天必須停爐進行檢查工作，打開人孔手孔，及時清理脫落的水垢雜物，再根據實際效果調整水質處理工作。

結語

鍋爐已成為工業生產及人民生活不可缺少的設備，經過長時間的發展，科技的進步，技術已經相當成熟，安全系數不斷提高，各類事故絕大部分由人為因素造成，為了減少安全事故，減少經濟損失，小型鍋爐相關人員的知識素養，相關法律法規執行程度的提高迫在眉睫。

［1］ GB/T 1576-2008，工業鍋爐水質［S］.

［2］百度詞條，全頻電子水處理器［Z］.

TK228

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