淺談沿海城市季節(jié)性小型鍋爐停爐保養(yǎng)
2012-12-31 00:00:00范成龍
【摘 要】沿海中小城市海產(chǎn)品加工企業(yè)眾多，在休漁期由于鍋爐停爐保養(yǎng)不善，造成鍋爐嚴(yán)重腐蝕，大大縮減了鍋爐的使用壽命和鍋爐燃燒效率。為確保工業(yè)鍋爐的安全、經(jīng)濟運行，對發(fā)展國民經(jīng)濟、保障人民的生活需要有著很重要的意義，本文針對這種季節(jié)性鍋爐提出了合理的停爐保養(yǎng)方法。
【關(guān)鍵詞】沿海；鍋爐
1.沿海某市鍋爐腐蝕情況
我國海岸線長度為1.8萬公里，有豐富的漁業(yè)資源，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，沿海城市海產(chǎn)品加工企業(yè)也得到了迅速發(fā)展。但是，由于我國還在工業(yè)化進(jìn)程中，某市大多加工企業(yè)還屬于中小型企業(yè)，農(nóng)村家庭作坊眾多，對使用的鍋爐知識不完備，缺少科學(xué)合理的管理，造成鍋爐腐蝕嚴(yán)重，能源浪費巨大，大大縮短了鍋爐使用壽命，大多數(shù)鍋爐沒有達(dá)到其設(shè)計使用壽命便提早報廢，給企業(yè)帶來極大的能源浪費，不符合國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。
2.鍋爐腐蝕現(xiàn)狀及原因
某市企業(yè)多為中小型企業(yè)，大多使用的是4噸以下的小型鍋爐，農(nóng)村家庭作坊大多使用LSS立式水火管型鍋爐，以LSS型鍋爐為例，由于每年休漁期和生產(chǎn)周期的影響，該鍋爐每年鍋爐停爐長達(dá)2至3個月，使用4年后，火側(cè)和水側(cè)大面積腐蝕，甚至腐蝕穿孔，如圖所示：
圖一、鍋爐內(nèi)大面積腐蝕 圖二、鍋爐水冷壁腐蝕穿孔
大多這類小型鍋爐，由于停爐保養(yǎng)不善，造成鍋爐腐蝕嚴(yán)重，嚴(yán)重的鍋爐使用兩年便腐蝕3mm，未達(dá)到設(shè)計使用期限就早早報廢的鍋爐屢見不鮮。
鍋爐在停用期間可能發(fā)生各種腐蝕，而腐蝕的必要條件是水和氧氣。在沿海城市，空氣濕度比較大，鍋爐停用后，外界空氣會大量進(jìn)入爐體系統(tǒng)內(nèi)，爐體金屬表面附著的水膜，與空氣形成氧溶，達(dá)到飽和狀態(tài)引起溶氧腐蝕，其腐蝕速度是運行時的10倍[1]，再加上殘留水垢，腐蝕性更加強烈。在充滿水的鍋爐中，爐水作為一種具有極性的電解質(zhì)，是鐵原子變成帶正電的鐵離子，這實際上是電化學(xué)腐蝕的一種。鐵原子的逐漸流失，產(chǎn)生越來越多的坑洞，從而影響鍋爐整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這類鍋爐腐蝕，腐蝕面積往往比較廣，造成危害比較大，由于供氧情況的不同，這些產(chǎn)物中包含F(xiàn)eO、Fe2O3、Fe3O4[1]。
3.鍋爐停爐腐蝕的危害
鍋爐的停用腐蝕主要是耗氧腐蝕，表現(xiàn)為全面腐蝕，氧化產(chǎn)物以高價氧化鐵為主。腐蝕剛形成時，呈黃色或黃棕色。但經(jīng)過運行后，產(chǎn)物變成紅棕色，腐蝕產(chǎn)物仍以高價鐵為主，腐蝕嚴(yán)重時，也常出現(xiàn)血狀腐蝕和孔蝕，腐蝕坑，一般在水平管的下側(cè)較多，有時形成一條帶狀繡。具體腐蝕危害如下：
（1）停用腐蝕可在短期內(nèi)使停用鍋爐表面遭到大面積的腐蝕破壞。特別是海邊的食品加工廠，由于空氣潮濕，含空氣含鹽量比較大，促進(jìn)鍋爐的全面腐蝕。嚴(yán)重的年腐蝕深度可達(dá)0.4mm～0.6mm，造成腐蝕穿孔，以至縮短鍋爐使用年限，甚至嚴(yán)重減低鋼板強度而發(fā)生爆炸事故。
（2）沉積在爐管內(nèi)的停用腐蝕產(chǎn)物會成為設(shè)備運行中腐蝕的促進(jìn)因素。停用腐蝕發(fā)生溫度低，因而形成的是疏松，附著力差的、疏松、易被水帶走，表層為黃褐色的腐蝕產(chǎn)物。腐蝕產(chǎn)物大多為高價鐵離子，脫落游離在水中的三價鐵離子會使陰極去極化，同時停用腐蝕發(fā)生的潰爛點坑底的電位比坑壁及周圍金屬電位低，運行中可作為腐蝕電池的陽極而發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)[2]。此外，沉積與爐內(nèi)的停用腐蝕產(chǎn)物也會造成沉積物下介質(zhì)濃縮腐蝕，或引起水冷壁高溫蠕脹。
（3）停用腐蝕的高價氧化鐵產(chǎn)物在鍋爐運行中可作為氧化劑還原為磁性氧化鐵，每千克可釋放氧0.03kg，其數(shù)量相當(dāng)于1t/h蒸發(fā)量的鍋爐半年帶入的氧量，游離的氧會加速鍋爐及其系統(tǒng)的腐蝕[2]。
（4）停爐腐蝕產(chǎn)物會嚴(yán)重影響鍋爐的傳熱效果，造成傳熱惡化，松弛的氧化鐵垢傳熱系數(shù)僅為普通鋼材的十分之一到百分之一，造成排煙溫度過高，降低鍋爐燃燒效率。
4.停爐保養(yǎng)措施
鍋爐停用腐蝕的原因主要有兩個：一是停爐過程中系統(tǒng)可以提供氧氣侵蝕氣體；二是鍋爐表面潮濕有水膜或水，為鍋爐腐蝕提供有利條件。這類腐蝕正是由于水汽、氧氣和金屬時間產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕。各類資料及文獻(xiàn)對于停爐保養(yǎng)的方法可分為三類：干式保護(hù)法、濕式保護(hù)法及聯(lián)合保護(hù)法。干式保護(hù)法：烘干法、干燥劑去濕法、充氮法、氣相緩蝕法等。濕式保護(hù)法：氨水法、氨—聯(lián)氨法、蒸汽壓力法，給水壓力法等。聯(lián)合保護(hù)法：充氮或充蒸汽的濕式保護(hù)法[2]。
但是，以上停爐保養(yǎng)方法過于籠統(tǒng)，使用單位應(yīng)根據(jù)鍋爐的運行參數(shù)，停用時間長短，當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，選用簡單，便捷，行之有效的保護(hù)方法。本人在檢驗過程中，針對某市沿海城鎮(zhèn)的中小型鍋爐，由于管理水平參差不齊，提出以下行之有效的停爐保養(yǎng)方法：
（1）倘若鍋爐啟停平凡，切勿放空鍋爐內(nèi)的水，可以采用濕式保養(yǎng)法，并留有一定的余溫，配合鍋爐壓火，至少鍋水溫度控制在80℃以上。
（2）對于停爐時間比較長，一般一個月以上的，可以采用干法保養(yǎng)法。具體是，在鍋水溫度降到100℃～120℃后，快速排空鍋爐內(nèi)的水，利用余熱將鍋爐烘干，然后將生石灰放入鍋爐內(nèi)，關(guān)閉與鍋爐相連的各類閥門，切斷與外界的聯(lián)系，定期檢查生石灰的吸水狀況。由于生石灰來源方便，操作簡單、便捷。實踐證明，利用生石灰保養(yǎng)法，在沿海中小城市，特別是在農(nóng)村作坊的小型鍋爐十分奏效。
（3）對于有條件的中型企業(yè)，可以采用堿煮法。堿液保養(yǎng)法，此法是針對使用管理比較完善的企業(yè)，。具體做法是，停爐前加強排污，以去除泥漿、水渣等沉淀物。然后將軟化水注入鍋爐至最低水位，價格保護(hù)液。保護(hù)溶液的成分是：氫氧化鈉按每噸鍋水加8～10kg，或碳酸鈉按每噸鍋水加20kg，或磷酸三鈉按每噸鍋水加20kg。保護(hù)液注入后，加入軟化水至水從空氣閥冒出，再開啟專用泵進(jìn)行水循環(huán)，溶液混合均勻。為使受熱面外部保持干燥，要定期在鍋爐內(nèi)升微火加溫[3]。此方法的保護(hù)原理是，使鍋水保持在ph值達(dá)10以上，是利用氫氧根與鍋爐內(nèi)壁接觸，使鍋爐金屬表面形成一層堿性保護(hù)膜，起到保護(hù)金屬表面作用。
（4）由于鍋爐外部，由于密封不嚴(yán)，有長期在潮濕的環(huán)境中，相比爐內(nèi)腐蝕，更容易被管理者忽視，圖一，圖二便是爐外嚴(yán)重腐蝕的例子。由于鍋爐受熱面所吸附的灰渣物質(zhì)非常吸潮，在潮濕的環(huán)境中，鍋爐的外層可能形成水膜，此水膜中含有豐富的氧氣，可以和鍋爐鋼板中的鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成影響鋼板硬度的鐵銹。所以，停爐期間及時清除鍋爐表面的灰渣，并采取干燥措施，可以用小火將鍋爐本體及爐墻、爐道烘干，在放置干燥劑在其中，一般每平方米放置3公斤左右，用敞口托牌放在后爐排上，或者用布袋吊裝在鍋筒下，每月檢查一次，并及時更換生石灰[1]。
事實證明，以上簡單、經(jīng)濟、便捷的停爐保養(yǎng)措施可以使沿海的中小型鍋爐得到很好的防腐效果，應(yīng)該得到廣泛的應(yīng)用。
5.結(jié)束語
從我們檢驗中可以發(fā)現(xiàn)，鍋爐停爐期間的保養(yǎng)工作是目前一個比較落后的環(huán)節(jié)，存在著許多問題，并且有待于我們?nèi)ソ鉀Q。因此，針對沿海地區(qū)鍋爐數(shù)量較多，管理水平低下，鍋爐停爐期較長，為防止鍋爐腐蝕，延長鍋爐使用壽命，必須采用合理、經(jīng)濟、有效的停爐保養(yǎng)措施。鍋爐合理的停爐保養(yǎng)，不但可以降低鍋爐事故率，而且可以節(jié)省燃料提高能源利用率，所以合理的停爐保養(yǎng)對提高使用單位的經(jīng)濟效益以及促進(jìn)地方經(jīng)濟的發(fā)展都具有非常積極的意義。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王俊雷.工業(yè)鍋爐防腐的正確干法保養(yǎng)[J].科技資訊，2012，（13）：105.
[2]中國水處理協(xié)會內(nèi)部培訓(xùn)教材.鍋爐水處理及質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)[M]：331～332.
[3]孔樹學(xué)，沈鑫遠(yuǎn).淺談工業(yè)鍋爐停爐保養(yǎng)中存在的問題及采用的措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011，（08）：71.
