工業(yè)熱水鍋爐結(jié)垢的原因及防治對策

張英男　邵寬仁

摘要：通過簡要介紹遼源礦業(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)生的方法及對策，對保證工業(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；防治對策

中圖分類號：TP23

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672—3198(2009)11—0285—01

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，主要用于冬季井口絞車道及候車室送暖風(fēng)加熱和地面廠房及辦公場所供熱。其中熱水鍋爐10蒸噸／2臺，每年鍋爐停爐后，集團(tuán)公司鍋爐檢驗所在對鍋爐定期檢驗過程中，都會發(fā)現(xiàn)熱水鍋爐出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。有的甚至在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)水冷壁以及拱管爆管，或鍋爐筒下部過熱鼓包的事故，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)生過熱裂紋。調(diào)到二斜井鍋爐進(jìn)行大修后，檢測合格投入運(yùn)行。

(2)2008年機(jī)修D(zhuǎn)ZL2.8—0.7／95／70—AⅡ型鍋爐，檢驗時發(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)。如果它不能及時通過排污管路排出爐外，當(dāng)在爐內(nèi)積聚到一個高濃度時，就會結(jié)成水垢。而事實證明，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)水渣積到高濃度時就會在鍋爐內(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鍋爐危害是很大的，目前熱水鍋爐的水循環(huán)設(shè)計只考慮水的流速，沒有把水渣的生成運(yùn)動考慮在內(nèi)，這無疑留下了很大隱患。由于水質(zhì)不良、補(bǔ)水量偏大，排污不及時等現(xiàn)象的普遍存在，使水渣問題更為突出，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。如果鍋爐簡前底部水循環(huán)流速很小，水渣的重力作用大于動能(爐骨水處理時還要克服電荷作用)就會沉降。找不到出路的水渣在這里沉積下來，在輻射作用下部分固化為二次水垢。要避免這種現(xiàn)象就要給水渣一個動力。讓它升起來找到出路。這個動力我們可以通過回水分配來獲得。

(3)水冷壁結(jié)垢。沉降在水冷壁集箱里的水渣會被強(qiáng)制循環(huán)的水動力沖向前部，排污口設(shè)在循環(huán)水入口側(cè)不利于排污。當(dāng)水渣到一定量時使循環(huán)通路受阻，集箱內(nèi)流速增高，部分水渣會泛起進(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)行時排污，會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，脫落的垢塊易卡在附近管間，減弱循環(huán)，增加積垢面，導(dǎo)致過熱裂紋。增加該處的循環(huán)流速也可通過循環(huán)水引射來實現(xiàn)。

(6)排污。熱水鍋爐排污是水渣運(yùn)動的最后一步，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，排污時如排不出水渣，還會破壞水循環(huán)。正確的排污方法是在鍋爐壓火后，循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)弱時進(jìn)行，此時不存在破壞水循環(huán)問題，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，水渣沉降較完全時進(jìn)行。設(shè)計水渣的運(yùn)動就是要讓其務(wù)必走完排污這最后一步，盡快從鍋爐消失。有時很難判斷鍋爐內(nèi)水渣情況，我們通過測鍋爐水的硬度變化來計算鍋內(nèi)水渣量。

3防止熱水鍋爐結(jié)垢、結(jié)渣的對策

(1)在回水分配管底部開一排小孔，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。該爐型無下降管，鍋筒內(nèi)的水渣只有通過對流管退出，而對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)；改變煙氣流程使對流管前后降改為兩側(cè)升中間降。這樣處于鍋筒底部的對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循環(huán)流速增加，避免了水渣滯留，防止了鍋爐結(jié)垢等問題，解決了水冷壁管結(jié)垢，前部鍋底回水受引射動力作用下水渣不能沉積，而是通過下降管到達(dá)集箱退出或通過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就會生成二次水垢，在一定的濃度和低流速條件下水渣會沉積，造成水冷壁以及拱管爆管，或鍋爐筒下部過熱鼓包的事故，從而導(dǎo)致鍋爐停爐，影響正常供暖。要解決鍋爐管壁內(nèi)水垢問題，應(yīng)給鍋爐內(nèi)循環(huán)水以足夠動力，讓其沿設(shè)定的路線運(yùn)動，在設(shè)定的部位沉降，并及時排出水渣，只有正確排污并及時排出水渣，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