
安全工程師:水垢對鍋爐安全、經(jīng)濟運行的危害
1降低鍋爐熱效率,浪費大量燃料。鍋爐結生水垢后,受熱面的傳熱性能變差,燃料燃燒時(shí)所放出的熱量不能迅速傳遞給爐水,因而大量熱量被煙氣帶走,造成排煙溫度升高,增加排煙熱損失,使鍋爐熱效率降低。在這種情況下,要想保住鍋爐額定參數,就必須更多地向爐膛投加燃料,并加大鼓風(fēng)和引風(fēng)來(lái)強化燃燒。其結果是使大量未完全燃燒的物質(zhì)排出煙囪,無(wú)形中增加了燃料消耗。大家知道,鍋爐爐膛容積和爐排面積是一定的,無(wú)論投加多少燃料,燃料燃燒是受到限制的,因而鍋爐的熱效率也就不可能提高。鍋爐中水垢結生得越厚,熱效率就越低,燃料消耗就越大。實(shí)驗數據表明,當結生水垢達1.5毫米時(shí),就要多消耗6%的燃料;為5毫米時(shí),燃料消耗就要達到15%;為8毫米時(shí),燃料消耗量則增至34%.就我國目前40余萬(wàn)臺鍋爐來(lái)看,如果僅一部分鍋爐結有不同程度的水垢的話(huà),所浪費的燃料也是十分驚人的。
2引起金屬過(guò)熱,強度降低,危及安全。鍋爐受熱面使用的鋼材,一般均為碳素鋼,在使用過(guò)程中,允許金屬壁溫在450℃以下。鍋爐在正常運行時(shí),金屬壁溫一般在280℃以下。當鍋爐受熱面無(wú)垢時(shí),金屬受熱后能很快將熱量傳遞給水,此時(shí)兩者的溫差約為30℃。但是,如果受熱面結生水垢,情況就不大一樣了。例如,當工作壓力為1.25Mpa的鍋爐受熱面結有1毫米厚水垢時(shí)(混合水垢),金屬壁與爐水溫差就會(huì )達到200℃左右。也就是說(shuō)此時(shí)金屬壁溫在鋼材允許溫度之內。但當水垢是3毫米時(shí),金屬壁溫則上升到580℃,遠遠超過(guò)了鋼材的允許溫度。因而,這時(shí)鋼材的抗拉強度就會(huì )由原來(lái)的3.92Mpa下降到0.98Mpa,鍋爐受壓元件就會(huì )在內壓作用下發(fā)生過(guò)熱鼓皰、變形、泄漏,甚至爆炸。另外,金屬壁溫的升高會(huì )使金屬伸長(cháng),如1米長(cháng)的爐管,每升高100℃,伸長(cháng)1.2毫米,這對于沒(méi)有伸縮余量的受熱面來(lái)說(shuō),就會(huì )引起爐管的龜裂。實(shí)測數據表明,金屬壁溫是隨著(zhù)水垢厚度增加而增加的,水垢越厚,金屬壁溫就越高,因而事故發(fā)生的機率就越大。
3破壞水循環(huán)。鍋爐水循環(huán)有自然水循環(huán)和強迫水循環(huán)兩種形式。前者是靠上升管和下降管的汽水比重不同產(chǎn)生的壓力差而進(jìn)行的水循環(huán)。后者主要是依靠水泵的機械動(dòng)力的作用而迫使循環(huán)的。無(wú)論是哪一種循環(huán)形式,都是經(jīng)過(guò)設計計算的,也就是說(shuō)保證有足夠的流通截面積。當爐管內壁結生水垢后,會(huì )使得管內流通截面積減少,流動(dòng)阻力增大,破壞了正常的水循環(huán),使得向火面的金屬壁溫升高。當管路安全被水垢堵死后,水循環(huán)則完全停止,金屬壁溫則更高,長(cháng)期下去就易因過(guò)燒發(fā)生爆管事故。水冷壁管是均勻布置在爐膛內的,吸收的是輻射熱。在離聯(lián)箱400毫米左右的向火面高溫區,如果結生水垢,就最易發(fā)生鼓皰、泄漏、彎曲、爆破等事故。
4增加檢修量,浪費大量資金。鍋爐一旦結垢,就必須要清除,這樣才能保證鍋爐安全經(jīng)濟運行。因此,清除水垢就必須要采用化學(xué)藥劑,如酸、堿等。水垢結生得越厚,消耗的藥劑就越多,投入的資金也就越多。例如,1T/H型鍋爐若平均結垢3毫米,除一次垢就需藥劑0.5噸,加上人工費,就需資金2500元左右。按照鍋爐噸位的不同,噸位增加,所需藥劑就增加三分之一,資金也相應增加。一般鍋筒內結垢,消除略方便,但若管內結垢,消除就相當困難。不僅如此,若發(fā)生爆管事故,換上一節新管時(shí),焊接很不方便。鍋筒鼓皰挖補時(shí),要求高,時(shí)間長(cháng),施工更為困難。一次大的鼓皰挖補修復,就要耗費資金1至2萬(wàn)元左右??傊?,無(wú)論是化學(xué)除垢還是購買(mǎi)材料修理,都要花費大量的人力、物力和財力。
5縮短鍋爐使用壽命。一般鍋爐使用壽命,在正常使用條件下,能夠連續運行20年左右。但為什么現在大部分使用單位的鍋爐沒(méi)有達到這一壽命呢?其原因是多方面的,其中之一就有水垢的影響。鍋筒發(fā)生鼓皰,挖補修復后,應該對其適當降壓使用,以確保安全。這樣一來(lái),對于要求蒸汽壓力較高的單位來(lái)說(shuō),就不得不更換新的鍋爐。有些單位也會(huì )因蒸汽壓力過(guò)低而影響產(chǎn)品質(zhì)量,甚至出現次品,直接影響經(jīng)濟效益。有些鍋爐因鼓皰面積過(guò)大且變形嚴重而不得不作報廢處理;有的鍋爐雖然可以修復,但因修理費用過(guò)高,無(wú)價(jià)值,也不得不報廢。當酸洗方法不當或酸洗頻繁也會(huì )影響鍋爐的使用壽命。另外,因為水垢中含有鹵素的離子,在高溫下對鐵有腐蝕作用,會(huì )使金屬內壁變脆,并不斷地向金屬壁的深處發(fā)展,造成金屬的腐蝕,縮短鍋爐使用壽命。
