生物質(zhì)工業(yè)鍋爐安裝及使用中影響安全的因素分析

何微微，禹紅麗

（河南省鍋爐壓力安全檢測研究院，河南 鄭州 45016）

生物質(zhì)被認(rèn)為是“CO2零排放”的可再生能源，全世界每年農(nóng)村生物質(zhì)的產(chǎn)量高達300億噸。近年來，隨著能源危機和溫室效應(yīng)的加劇，對生物質(zhì)的利用越來越受到關(guān)注。在國家大力提倡可再生能源利用和煤價增長的大環(huán)境下，生物質(zhì)工業(yè)鍋爐裝機數(shù)量逐年增長。

本文闡述了生物質(zhì)工業(yè)鍋爐安裝監(jiān)督檢驗重點環(huán)節(jié)并結(jié)合生物質(zhì)工業(yè)鍋爐使用時常見安全隱患，分析其產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施，為鍋爐監(jiān)檢人員提供技術(shù)指導(dǎo)，對提高生物質(zhì)工業(yè)鍋爐的使用安全性有一定的參考意義。

1 生物質(zhì)工業(yè)鍋爐易發(fā)生的問題

1.1 沉積、腐蝕問題

生物質(zhì)與煤炭等化石燃料相比，具有揮發(fā)分含量高、燃燒活性高以及氮、硫含量少等優(yōu)點，但生物質(zhì)中鉀、氯等堿金屬無機雜質(zhì)含量較高。生物質(zhì)的燃燒利用方法很多，如懸浮燃燒、流化燃燒和層燃燃燒等，無論采用哪種方式，在直燃過程中這些堿金屬會進入氣相，攜帶氣相堿金屬的煙氣在通過受熱面煙道時，會導(dǎo)致諸如鍋爐內(nèi)結(jié)渣、爐膽背風(fēng)面沉積。

在鍋爐運行中，附著在受熱面上的沉積物會嚴(yán)重降低受熱面換熱系數(shù)，降低生物質(zhì)鍋爐效率，使鍋爐運行偏離正常的設(shè)計工況，威脅生物質(zhì)鍋爐安全穩(wěn)定運行。生物質(zhì)受熱面上的沉積物氯含量一般較高，腐蝕問題非常突出，使維護工作量大增且嚴(yán)重威脅鍋爐安全運行。

1.2 化石燃料改生物質(zhì)問題

目前，我國生物質(zhì)工業(yè)鍋爐有新安裝鍋爐及燃煤等化石燃料鍋爐改裝為燃生物質(zhì)鍋爐兩種，對于化石燃料改為生物質(zhì)的原有鍋爐，在改裝后也會因設(shè)計原因存在多種安全問題。

對于內(nèi)燃生物質(zhì)工業(yè)鍋爐，在點火、停爐或當(dāng)鍋爐內(nèi)粉狀燃料過多時，在爐膛、料倉等相對封閉的空間內(nèi)，這些粉狀燃料濃度易超過爆燃點，如果原設(shè)計中加料倉沒有防爆防火裝置，易導(dǎo)致加料倉與進料管之間部分爆開，造成安全事故。

對于鏈條爐排生物質(zhì)鍋爐，相對于煤炭燃料，顆粒狀生物質(zhì)更具易燃性，導(dǎo)致燃燒位置前移，尤其是引、鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速過慢和鏈條爐排停運時，容易引起倒燃，導(dǎo)致燃料斗內(nèi)生物質(zhì)顆粒著火，降低鍋爐熱效率。

對于這些影響安全的問題，當(dāng)化石燃料改生物質(zhì)后，需要對鍋爐的送料、送風(fēng)、二次風(fēng)系統(tǒng)及爐膛進行針對性改造。

2 生物質(zhì)工業(yè)鍋爐安裝監(jiān)檢注意事項

經(jīng)統(tǒng)計，在工業(yè)鍋爐安裝過程中，安裝單位在現(xiàn)場資料管理、作業(yè)工藝執(zhí)行等方面存在多種影響鍋爐安全使用的相關(guān)問題。主要可以分為以下四個方面：

（1）安裝單位在施工前未及時告知安裝地鍋爐安全監(jiān)察部門，私自進行鍋爐安裝，且部分安裝單位不具備相應(yīng)等級鍋爐安裝資質(zhì)。

（2）鍋爐安裝現(xiàn)場的設(shè)備相關(guān)附件技術(shù)資料管理混亂，對于鍋爐質(zhì)量證明書，壓力表、安全閥等安全附件的質(zhì)量證明文件不能按規(guī)定妥善保管，導(dǎo)致安裝完成后，交工資料不完整。

（3）安裝單位對焊接質(zhì)量控制不嚴(yán)格：原材料、焊材等質(zhì)量證明文件不齊全；未嚴(yán)格執(zhí)行焊材的保管、領(lǐng)用、發(fā)放等管理規(guī)定；現(xiàn)場焊接人員無證焊接或所持焊接資質(zhì)證書無法覆蓋實際焊接條件；對有缺陷焊縫的返修工藝控制不嚴(yán)格等問題。

（4）安裝單位對無損檢測質(zhì)量控制不嚴(yán)格：無損檢測人員責(zé)任心不強，未按相關(guān)無損檢測工藝進行檢測或不具備相應(yīng)的檢測資質(zhì)進行檢測，導(dǎo)致焊接接頭缺陷漏檢，提高了設(shè)備的使用風(fēng)險。

因此，在鍋爐安裝過程中，對于安裝單位，應(yīng)建立完善的質(zhì)量保證體系，嚴(yán)格按照鍋爐安裝相關(guān)規(guī)范進行安裝，做好鍋爐安裝的全過程管理，提高安裝人員的質(zhì)量意識，加強質(zhì)檢人員的監(jiān)督和管理。

對于安裝監(jiān)檢單位應(yīng)依據(jù)TSG 07-2019《特種設(shè)備生產(chǎn)和充裝單位許可規(guī)則》中附錄M——特種設(shè)備生產(chǎn)單位質(zhì)量保證體系基本要求的相關(guān)規(guī)定對鍋爐安裝單位質(zhì)保體系運行狀況進行監(jiān)管，重點對焊接人員、無損檢測人員、質(zhì)量控制系統(tǒng)人員的檢測、管理資質(zhì)進行檢查；檢查作業(yè)工藝、焊接、熱處理、檢驗檢測等是否嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)質(zhì)量控制程序文件；安裝監(jiān)檢人員應(yīng)及時了解國家相關(guān)環(huán)保政策，對政府明令禁止的爐型，堅決不予監(jiān)檢；對于生物質(zhì)鍋爐，應(yīng)重點檢查燃燒機是否有正規(guī)燃燒機廠家提供的質(zhì)量證書及型式試驗報告。

3 生物質(zhì)工業(yè)鍋爐使用中影響安全的因素

由于生物質(zhì)中鉀、氯等堿金屬無機雜質(zhì)含量較高，在燃燒過程中，這些堿金屬會進入氣相，攜帶氣相堿金屬的煙氣在通過受熱面煙道時，會導(dǎo)致諸如鍋爐內(nèi)結(jié)渣、沉積等問題。同時，生物質(zhì)燃料中水分及灰分的結(jié)焦特性會導(dǎo)致燃料的發(fā)熱量波動，當(dāng)發(fā)熱量較低時，可能造成爆燃；當(dāng)發(fā)熱量過大時，會降低耐火材料使用壽命。

另外，生物質(zhì)揮發(fā)分含量高，當(dāng)需要停爐時，如爐內(nèi)仍有較多生物質(zhì)燃料，會大量析出揮發(fā)分，可能造成爆燃，破壞爐墻結(jié)構(gòu)。

為確保生物質(zhì)工業(yè)鍋爐的安全運行，應(yīng)保證生物質(zhì)燃料符合有關(guān)的設(shè)計規(guī)定，在操作工藝控制方面盡量做到平穩(wěn)、連續(xù)運行；停爐時，嚴(yán)格按規(guī)范進行相關(guān)操作，即短時停爐應(yīng)盡量減少爐內(nèi)燃料，同時，開啟爐門及煙道門通風(fēng)；長時停爐應(yīng)采用煤炭進行壓火，從而提高設(shè)備的使用安全性。

4 結(jié)語

在生物質(zhì)鍋爐安裝環(huán)節(jié)，對于安裝監(jiān)檢單位應(yīng)依據(jù)TSG 07-2019等相關(guān)管理規(guī)范對設(shè)備的安裝全過程進行監(jiān)督管理；對于安裝單位，應(yīng)建立完善的質(zhì)量保證體系，提高安裝人員的質(zhì)量意識及業(yè)務(wù)能力，確保鍋爐的安裝質(zhì)量。

在生物質(zhì)鍋爐使用環(huán)節(jié)，由于生物質(zhì)燃料的燃燒特性，對于使用單位應(yīng)對鍋爐操作人員進行針對性培訓(xùn)，嚴(yán)格按規(guī)范進行操作控制，提高鍋爐使用安全性。