工业锅炉检验中发现的常见问题以及应对措施

2022-07-11张坤李春贤韩健雄曾添

中国设备工程 2022年13期

张坤，李春贤，韩健雄，曾添

（广西壮族自治区特种设备检验研究院，广西南宁 530000）

工业锅炉是一种能量转换的承压类特种设备，作为“动力源”广泛应用于社会生产的各个领域。在运行过程中，锅炉长期处于高温高压状态，极易产生受热面变形、鼓包、腐蚀等问题，倘若不能及时发现并查明原因，就会发生安全事故。因此，做好锅炉定期检验和日常维护，将安全隐患消除在萌芽阶段，对确保锅炉安全稳定的运行具有重大意义。

1 锅炉检验中发现的常见问题

1.1 锅炉管理混乱，企业法律和安全意识淡薄

在锅炉定期检验中发现，相当多的企业负责人对锅炉不够重视，对《中华人民共和国特种设备安全法》《TSG 11-2020锅炉安全技术规程》等法律法规的相关要求知之甚少，更有部分企业都不知道锅炉需要办理注册登记使用手续和定期检验。锅炉超期未检验，未经许可擅自对锅炉进行维修和改造，操作人员无证上岗；压力表和安全阀未经检验或超周期使用，高低水位报警联锁等安全保护装置长期处于失效或者解除状态；司炉工责任心不强，不按照规章制度操作，燃料随意堆放、安全通道无法通行，锅炉经常低水位运行等，这些问题都是屡见不鲜。企业往往只考虑到经济因素，盲目认为锅炉只要能够产生蒸汽保证生产设备运行即可，对锅炉的状态不以为意，完全忽略了锅炉自身的安全。

1.2 水处理不合格，锅炉结垢现象普遍存在

锅炉水质相当于是蒸汽锅炉的“血液”，如果水质不合格将会造成结垢、腐蚀等危害，轻则导致燃料浪费、出力下降和寿命缩短，重则损坏受热面、引发爆炸等，水垢的厚度越厚，锅炉的风险性就越高。本地区企业大部分的锅炉用水直接采用自来水、河水或者地下水，倘若不经过处理，水中的Ca2+、Mg2+就会超标，这也是水质硬度过高的主要原因。工业锅炉一般通过锅内加药或者用钠离子交换的方式进行水处理，然而很多企业虽然安装了钠离子交换器，但并未在使用或者盐水桶中盐量完全不够，软水器中的树脂已“中毒”失效也未进行再生、更换；在锅炉操作方面，没有根据实际运行情况进行合理有效的排污，也未对锅炉进行定期除垢，长此以往必将引发安全事故。

1.3 锅炉受热面失效问题

锅炉的失效模式可分为变形、裂纹、泄漏、腐蚀、疲劳、过热、磨损和断裂等。在工业锅炉检验中发现的最为常见问题就是受热面变形，这主要是指锅炉受热面在内外因素的共同作用下改变了原来形状而出现的一系列不良现象。变形可能发生在任何的受热面上，多集中于热负荷较高的区域，例如：烟管弯曲、水冷壁管弯曲或胀粗、锅筒鼓包等等。倘若锅炉受热面存在各种各样的变形，其风险系数将大大增加，任其发展下去就会出现受热面泄漏、破裂、甚至锅炉爆炸的危险，因此在检验过程中变形问题必须作为重点排查的内容，一旦有所疏漏，就有可能威胁到使用人员的生命安全，企业也会承受严重的损失。

1.4 使用单位忽视停炉保养工作

锅炉在停止运行后，大部分企业都没有太多关注锅炉的维护保养工作，仅仅是将锅内的水放干，并没有采取其他任何措施。此时锅筒、水冷壁管等部件表面仍残留着一定的水份，或因空气潮湿而形成的一层水膜，空气中的氧就会溶解在水中发生电化学反应，造成氧腐蚀。金属发生氧腐蚀后，氧化物在表面会产生很多贝壳状的小鼓疱，在鼓疱下面有黑色粉末，清理黑色粉末后出现溃疡状的凹坑，氧腐蚀物一般为FeO·nH2O、Fe2O3·nH2O、Fe3O4·nH2O的铁化合物。如果金属表面还存在水垢或其他沉积物，那么就会发生更加剧烈的腐蚀反应，这将严重减薄受压元件的壁厚，在锅炉使用中是一个极大的安全隐患。

2 应对措施与建议

2.1 加强宣传法律法规，提高企业专业素养

根据《TSG 08-2017特种设备使用管理规则》的规定，使用单位承担特种设备使用安全与节能的主体责任，企业必须要重视锅炉的安全状况。首先，在当地监察机关例行巡查和检验机构定期检验中，强化法律法规、标准规范的宣传，提高企业的安全意识，加强企业责任人对锅炉的重视程度，并且组织锅炉的管理人员和作业人员参加培训，切实增强企业的专业水平；其次，企业要制定锅炉使用管理制度，严格落实人员职责和规章制度，定期演练应急预案，做好锅炉运行安全规范，防止超温超压，保持负荷平稳；最后，注重锅炉日常检验工作，及时检定压力表、校验安全阀、校准温度测量装置、冲洗水位计等，保证安全附件准确有效，发现异常情况时，应当立即消除，并排查其他问题和隐患，确保锅炉安全。

2.2 重视锅炉水处理，保障水质合格

锅炉结垢与腐蚀之间的联系十分密切，水质和氧化作用是导致结垢的主要原因，而解决结垢问题的关键在于防腐处理，其中做好水质处理极为重要，可从以下几方面入手：第一，制定相关的规章制度，配备专职水处理人员，按照《GB/T 1576-2018工业锅炉水质》的要求，做好水汽质量的化验分析和定期检验，尤其要关注给水的硬度、PH、全铁和锅水的全碱度、PH、溶解固形物，并根据实验结果指导加药、排污等；第二，合理选择水处理方式，规范锅炉水处理设备的安装调试，保证设备的运行参数符合使用要求，加药处理时调整好加药方式和加药量，也可协同使用；第三，回收冷凝水，并将其作为锅炉补给水，可降低电导率，这不仅可节约用水，还能改善水质的质量；第四，司炉人员必须掌握正确排污的时机、时长和操作方式，根据锅炉负荷和水位，选择在炉水碱度尽可能大的情况下排污。

2.3 锅炉受热面变形的预防与处理

由于工业锅炉在运行中处于受热受压的状态，变形是不可避免的，只是程度不同而已，因此必须防范于未然，降低发现变形的几率。在锅炉制造环节，严格按照设计文件进行生产，防止错用材料，如需改变用材，必须征得设计部门和工艺部门同意后方能实施；在安装阶段，遵照《GB 50273锅炉安装工程施工及验收标准》等相关标准规范作业，尽可能消除受热面膨胀受阻因素；在运行过程，调整好燃烧，减少热偏差，降低热负荷最高区域管子的壁温，避免频繁起停炉，严禁锅炉缺水，做好水质处理和除垢工作。

当锅炉受热面出现以下情况时，建议采取复位、挖补、更换等方式进行处理：（1）锅筒筒体变形高度超过原直径的1.5%或大于20mm；（2）管板的变形高度超过原直径的1.5%或大于25mm；（3）碳钢受热面管胀粗量超过公称直径的3.5%，合金钢受热面管胀粗量超过公称直径的2.5%或局部鼓包高度大于3mm；（4）水管直段弯曲变形量大于其长度的2%或超过管子的公称直径，烟管直段弯曲变形量超过公称直径。