工業鍋爐水質不良的風險及防范措施

常 青

（青海省特種設備檢驗所，青海 西寧 810000）

工業鍋爐是重要的熱動力設備，廣泛應用于工廠動力，人民生活、熱電聯產等各個領域，而鍋爐水質質量是鍋爐安全運行的可靠保障。鍋爐水質不良會導致鍋爐損壞，不符合鍋爐用水要求的水質會使鍋爐產生腐蝕、結垢、汽水共騰現象而對鍋爐產生危害，從而降低鍋爐的傳熱系數和設備強度，浪費燃料，縮短使用年限，嚴重時甚至會引起鍋爐爆炸事故。通過制定相關的防范措施來提升管鍋爐給水水質，對于提升工業鍋爐運行安全性有著積極的意義。

1 工業鍋爐水質不合格的風險

1.1 鍋爐腐蝕

（1）氧腐蝕是因水中含有溶解氧而形成的腐蝕。因電化學反應生成氧化亞鐵，進一步被氧化生成Fe3O4。

其特征是在腐蝕部位有突起的腐蝕產物，下部有局部點蝕坑。常發生在省煤器和過熱管中，熱強度較高處容易發生。在水中存在其他電解質（如電導率＞0.15 μS/cm時）的情況下，水中氧含量越高，腐蝕速度越快。

（2）酸性腐蝕是由H+的去極化所產生的腐蝕：

酸腐蝕產生的Fe3O4能牢固地附著在鋼的表面上，呈多孔狀層狀結構，下部有蝕坑，多發生在凝汽器、除氧器、凝結水系統和疏水系統。系統呈現酸性的原因有以下幾方面：

①碳酸化合物和重碳酸化合物受熱后分解產生CO2，CO2產生H+。當水中同時含有CO2和溶解氧時，對鋼的腐蝕速度加快，同時會使黃銅管脫鋅和腐蝕。

②給水中帶入有機物質，受熱分解成酸性物質。

③堿性腐蝕是由于游離氫氧化鈉在垢下被濃縮而引起的腐蝕，多發生在水冷壁管中向火側熱強度較高處的沉積物下。將沉積物和腐蝕產物去除之后，管壁上出現凹槽，管壁變薄，嚴重時會穿透。省煤器管、過熱器管及減溫器也可能發現堿性腐蝕。

④氫損壞或氫脆腐蝕酸性物質所產生的氫在沉積物下滲入金屬內部，與鋼中的碳結合成甲烷，在鋼內產生壓力，引起晶界裂縫，使金屬被破壞。這種腐蝕易發生在水冷壁管的向火側，特點是脆性破裂。

⑤堿脆或苛性脆化腐蝕是鋼在氫氧化鈉水溶液中產生的應力腐蝕破裂，多發生在鍋爐汽包鉚接孔及爐管脹管處。爐水中NaOH有機會濃縮及存在應力是發生的條件，有振動和周期性擺動產生應力，并有溫度和壓力的改變。

1.2 結垢

在鍋爐正常使用過程中，離不開水資源的正常供應。部分企業在鍋爐運行過程中，為了節省生產成本，所選用的給水水質一般都是硬質水，即含有大量鹽雜質的水。硬質水在經過加熱之后，水中各離子之間的活動更加劇烈，水中所含的氫氧根離子會和水中的鎂離子、鈣離子進行化學反應，生成難溶于水的白色沉淀物，即常說的水垢。此類水垢會在鍋爐內壁表面堆積。水垢的產生會直接降低鍋爐的熱傳導效率，并且由于水垢堆積不均勻，導致水垢受熱不均，容易造成鍋爐鋼板、爐管過熱等現象，嚴重時造成鍋爐爆管事故的發生。

1.3 汽水共騰

在工業鍋爐正常使用的過程中，汽水共騰屬于水質不合格所帶來的直接后果。汽水共騰是指在工業鍋爐正常運行過程中，在蒸發水面的氣體與水分共同上升，從而導致眾多泡沫，同時表現出上下翻騰的情況。汽水共騰所導致的直接后果便是鍋爐內的水位發生劇烈變化，使操作人員無法明確分辨汽水之間的界限。同時，由于整體水位的劇烈波動，會造成工業鍋爐產生的蒸汽中含帶大量水分，直接導致鍋爐蒸汽質量下降，引起過熱器結垢的情況。導致此類情況的主要原因在于水質中的懸浮物含量過高，在汽水分離的過程中，的懸浮物的濃度逐漸增大，提高了水體表面的黏度，將直接導致水蒸氣上升阻力加大，從而形成汽水共騰的現象[1]。

2 工業鍋爐水質的防范措施

2.1 加強日常管理維護

通過加強日常管理維護，不僅可以及時發現鍋爐系統運行過程中存在的問題，降低安全事故的發生概率，而且還能夠優化鍋爐運行過程，提高鍋爐運行的穩定性。例如，某工業企業根據工業鍋爐的應用規模制定了符合本企業基礎環境的日常維護制度，同時企業還統一了巡查模板，所有人員都需要嚴格按照模板上的內容進行填寫。在交接班時，由接替者檢查上一名維護人員記錄結果的準確性，確定沒有問題后在進行交接。如果發生了鍋爐運行事故，則由在職維護人員承諾相應的巡查責任，從而提升所有巡查人員對維護工作的重視程度，降低人為失誤導致的鍋爐安全事故。

2.2 加強相關人員培訓

通過加強相關人員培訓，一方面，可以提高所有檢修人員的綜合操作能力，另一方面，能夠為鍋爐的穩定運行提供堅實的基礎保障。例如，某工業企業采用定期或不定期培訓的方式來提升員工的綜合能力素養。培訓內容包括理論知識培訓和實踐操作技能培訓。理論知識包含系統操作知識、責任意識、安全操作知識等內容，而實踐操作知識主要是以系統可能會發生的故障類型為例，將其預防方法和事故發生后的解決措施進行講解，講解過程通常會以案例綜述的形式進行。為了提升參訓人員對培訓內容的重視程度，企業借助信息化技術構建網絡評測體系，對所有參訓人員的培訓效果進行測試，對于不合格的參訓人員，除增加培訓課程之外，還會根據企業相關獎懲制度對其進行懲處，從而有效提升所有參訓人員對培訓內容的重視程度。

2.3 改善鍋爐給水水質

通過改善給水水質能夠有效降低鍋爐內部腐蝕、結垢情況的發生概率，起到延長鍋爐使用壽命的作用。例如，某工業企業在對鍋爐進行給水操作時，選用蒸汽冷凝水作為給水。蒸汽冷凝水是水經過蒸餾后，又重新凝結后形成的水，此類水中所含的雜質非常少，如果蒸餾純度較高形成純水，那么給水本身不再具備導電性，這樣可以有效降低鍋爐內部結構的情況，提升蒸汽產生質量[2]。企業考慮到給水本身的弱堿性，在輸送水資源的過程中，還對溶液本身的酸堿度進行適當調節，從而起到優化反應環境，提高系統本身的節水效果。

2.4 提升驗收工作質量

在工業鍋爐運行過程中，經常需要在鍋爐內添加相關的反應試劑。反應試劑的應用效果也將直接影響到鍋爐的反應效果，因此，企業需要加大相關試劑質量的驗收工作。在實際驗收過程中，技術人員需要確保質量符合基本處理要求，并且還需要對試劑進行實驗，根據采樣實驗結果來確定該試劑的合規性。從而有效避免藥品質量較差，影響到水汽生成質量的情況。

3 結語

綜上所述，水質長期不達標，將會對鍋爐安全運行造成較大影響，可概括為腐蝕，結垢和汽水共騰。究其原因，主要是水處理方法選擇不對或操作不當、水處理操作人員水平低、對水質監控不到位、缺少準確的化驗數據、胡亂加藥，并且不注意水處理設備的維護等。同時，鍋爐水質不良對鍋爐的影響是一個緩慢積累的過程，因此，鍋爐使用單位必須在日常工作中對水質進行監控，提高管理水平，把控好水處理工作中的各個重要環節，發現問題及時處理，以防止鍋爐的結垢和腐蝕，確保鍋爐安全、經濟運行。