工業(yè)鍋爐水質(zhì)不良的風(fēng)險(xiǎn)及防范措施

常 青

（青海省特種設(shè)備檢驗(yàn)所，青海 西寧 810000）

工業(yè)鍋爐是重要的熱動(dòng)力設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工廠動(dòng)力，人民生活、熱電聯(lián)產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域，而鍋爐水質(zhì)質(zhì)量是鍋爐安全運(yùn)行的可靠保障。鍋爐水質(zhì)不良會(huì)導(dǎo)致鍋爐損壞，不符合鍋爐用水要求的水質(zhì)會(huì)使鍋爐產(chǎn)生腐蝕、結(jié)垢、汽水共騰現(xiàn)象而對鍋爐產(chǎn)生危害，從而降低鍋爐的傳熱系數(shù)和設(shè)備強(qiáng)度，浪費(fèi)燃料，縮短使用年限，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)疱仩t爆炸事故。通過制定相關(guān)的防范措施來提升管鍋爐給水水質(zhì)，對于提升工業(yè)鍋爐運(yùn)行安全性有著積極的意義。

1 工業(yè)鍋爐水質(zhì)不合格的風(fēng)險(xiǎn)

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(xué)反應(yīng)生成氧化亞鐵，進(jìn)一步被氧化生成Fe3O4。

其特征是在腐蝕部位有突起的腐蝕產(chǎn)物，下部有局部點(diǎn)蝕坑。常發(fā)生在省煤器和過熱管中，熱強(qiáng)度較高處容易發(fā)生。在水中存在其他電解質(zhì)（如電導(dǎo)率＞0.15 μS/cm時(shí)）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(chǎn)生的腐蝕：

酸腐蝕產(chǎn)生的Fe3O4能牢固地附著在鋼的表面上，呈多孔狀層狀結(jié)構(gòu)，下部有蝕坑，多發(fā)生在凝汽器、除氧器、凝結(jié)水系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)。系統(tǒng)呈現(xiàn)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(chǎn)生CO2，CO2產(chǎn)生H+。當(dāng)水中同時(shí)含有CO2和溶解氧時(shí)，對鋼的腐蝕速度加快，同時(shí)會(huì)使黃銅管脫鋅和腐蝕。

②給水中帶入有機(jī)物質(zhì)，受熱分解成酸性物質(zhì)。

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(fā)生在水冷壁管中向火側(cè)熱強(qiáng)度較高處的沉積物下。將沉積物和腐蝕產(chǎn)物去除之后，管壁上出現(xiàn)凹槽，管壁變薄，嚴(yán)重時(shí)會(huì)穿透。省煤器管、過熱器管及減溫器也可能發(fā)現(xiàn)堿性腐蝕。

④氫損壞或氫脆腐蝕酸性物質(zhì)所產(chǎn)生的氫在沉積物下滲入金屬內(nèi)部，與鋼中的碳結(jié)合成甲烷，在鋼內(nèi)產(chǎn)生壓力，引起晶界裂縫，使金屬被破壞。這種腐蝕易發(fā)生在水冷壁管的向火側(cè)，特點(diǎn)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(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕破裂，多發(fā)生在鍋爐汽包鉚接孔及爐管脹管處。爐水中NaOH有機(jī)會(huì)濃縮及存在應(yīng)力是發(fā)生的條件，有振動(dòng)和周期性擺動(dòng)產(chǎn)生應(yīng)力，并有溫度和壓力的改變。

1.2 結(jié)垢

在鍋爐正常使用過程中，離不開水資源的正常供應(yīng)。部分企業(yè)在鍋爐運(yùn)行過程中，為了節(jié)省生產(chǎn)成本，所選用的給水水質(zhì)一般都是硬質(zhì)水，即含有大量鹽雜質(zhì)的水。硬質(zhì)水在經(jīng)過加熱之后，水中各離子之間的活動(dòng)更加劇烈，水中所含的氫氧根離子會(huì)和水中的鎂離子、鈣離子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成難溶于水的白色沉淀物，即常說的水垢。此類水垢會(huì)在鍋爐內(nèi)壁表面堆積。水垢的產(chǎn)生會(huì)直接降低鍋爐的熱傳導(dǎo)效率，并且由于水垢堆積不均勻，導(dǎo)致水垢受熱不均，容易造成鍋爐鋼板、爐管過熱等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)造成鍋爐爆管事故的發(fā)生。

1.3 汽水共騰

在工業(yè)鍋爐正常使用的過程中，汽水共騰屬于水質(zhì)不合格所帶來的直接后果。汽水共騰是指在工業(yè)鍋爐正常運(yùn)行過程中，在蒸發(fā)水面的氣體與水分共同上升，從而導(dǎo)致眾多泡沫，同時(shí)表現(xiàn)出上下翻騰的情況。汽水共騰所導(dǎo)致的直接后果便是鍋爐內(nèi)的水位發(fā)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(shí)，由于整體水位的劇烈波動(dòng)，會(huì)造成工業(yè)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽中含帶大量水分，直接導(dǎo)致鍋爐蒸汽質(zhì)量下降，引起過熱器結(jié)垢的情況。導(dǎo)致此類情況的主要原因在于水質(zhì)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(dǎo)致水蒸氣上升阻力加大，從而形成汽水共騰的現(xiàn)象[1]。

2 工業(yè)鍋爐水質(zhì)的防范措施

2.1 加強(qiáng)日常管理維護(hù)

通過加強(qiáng)日常管理維護(hù)，不僅可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的問題，降低安全事故的發(fā)生概率，而且還能夠優(yōu)化鍋爐運(yùn)行過程，提高鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。例如，某工業(yè)企業(yè)根據(jù)工業(yè)鍋爐的應(yīng)用規(guī)模制定了符合本企業(yè)基礎(chǔ)環(huán)境的日常維護(hù)制度，同時(shí)企業(yè)還統(tǒng)一了巡查模板，所有人員都需要嚴(yán)格按照模板上的內(nèi)容進(jìn)行填寫。在交接班時(shí)，由接替者檢查上一名維護(hù)人員記錄結(jié)果的準(zhǔn)確性，確定沒有問題后在進(jìn)行交接。如果發(fā)生了鍋爐運(yùn)行事故，則由在職維護(hù)人員承諾相應(yīng)的巡查責(zé)任，從而提升所有巡查人員對維護(hù)工作的重視程度，降低人為失誤導(dǎo)致的鍋爐安全事故。

2.2 加強(qiáng)相關(guān)人員培訓(xùn)

通過加強(qiáng)相關(guān)人員培訓(xùn)，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?yàn)殄仩t的穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障。例如，某工業(yè)企業(yè)采用定期或不定期培訓(xùn)的方式來提升員工的綜合能力素養(yǎng)。培訓(xùn)內(nèi)容包括理論知識(shí)培訓(xùn)和實(shí)踐操作技能培訓(xùn)。理論知識(shí)包含系統(tǒng)操作知識(shí)、責(zé)任意識(shí)、安全操作知識(shí)等內(nèi)容，而實(shí)踐操作知識(shí)主要是以系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生的故障類型為例，將其預(yù)防方法和事故發(fā)生后的解決措施進(jìn)行講解，講解過程通常會(huì)以案例綜述的形式進(jìn)行。為了提升參訓(xùn)人員對培訓(xùn)內(nèi)容的重視程度，企業(yè)借助信息化技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)評(píng)測體系，對所有參訓(xùn)人員的培訓(xùn)效果進(jìn)行測試，對于不合格的參訓(xùn)人員，除增加培訓(xùn)課程之外，還會(huì)根據(jù)企業(yè)相關(guān)獎(jiǎng)懲制度對其進(jìn)行懲處，從而有效提升所有參訓(xùn)人員對培訓(xùn)內(nèi)容的重視程度。

2.3 改善鍋爐給水水質(zhì)

通過改善給水水質(zhì)能夠有效降低鍋爐內(nèi)部腐蝕、結(jié)垢情況的發(fā)生概率，起到延長鍋爐使用壽命的作用。例如，某工業(yè)企業(yè)在對鍋爐進(jìn)行給水操作時(shí)，選用蒸汽冷凝水作為給水。蒸汽冷凝水是水經(jīng)過蒸餾后，又重新凝結(jié)后形成的水，此類水中所含的雜質(zhì)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(dǎo)電性，這樣可以有效降低鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況，提升蒸汽產(chǎn)生質(zhì)量[2]。企業(yè)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(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，從而起到優(yōu)化反應(yīng)環(huán)境，提高系統(tǒng)本身的節(jié)水效果。

2.4 提升驗(yàn)收工作質(zhì)量

在工業(yè)鍋爐運(yùn)行過程中，經(jīng)常需要在鍋爐內(nèi)添加相關(guān)的反應(yīng)試劑。反應(yīng)試劑的應(yīng)用效果也將直接影響到鍋爐的反應(yīng)效果，因此，企業(yè)需要加大相關(guān)試劑質(zhì)量的驗(yàn)收工作。在實(shí)際驗(yàn)收過程中，技術(shù)人員需要確保質(zhì)量符合基本處理要求，并且還需要對試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)采樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果來確定該試劑的合規(guī)性。從而有效避免藥品質(zhì)量較差，影響到水汽生成質(zhì)量的情況。

3 結(jié)語

綜上所述，水質(zhì)長期不達(dá)標(biāo)，將會(huì)對鍋爐安全運(yùn)行造成較大影響，可概括為腐蝕，結(jié)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(dāng)、水處理操作人員水平低、對水質(zhì)監(jiān)控不到位、缺少準(zhǔn)確的化驗(yàn)數(shù)據(jù)、胡亂加藥，并且不注意水處理設(shè)備的維護(hù)等。同時(shí)，鍋爐水質(zhì)不良對鍋爐的影響是一個(gè)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(zhì)進(jìn)行監(jiān)控，提高管理水平，把控好水處理工作中的各個(gè)重要環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，以防止鍋爐的結(jié)垢和腐蝕，確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。