加强锅炉水质管理确保锅炉正常运行

加强锅炉水质管理确保锅炉正常运行

陈可青徐静

浙江省特种设备科学研究院浙江杭州310020

摘要：水是锅炉的主要工质之一，被称为锅炉血液。想要维持锅炉的平稳运行，就需要对其水质进行重视，水质的好坏会对锅炉的实际运行造成一定的影响。本文以某企业为例，其电站锅炉水冷壁及低过管发生爆管泄漏频繁停炉，通过宏观检查、资料核查，借助失效管金相组织确定管子爆管的直接原因是锅炉水质不良导致的严重腐蚀，造成频繁停炉。总结了水质不良对锅炉带来的危害，同时根据事故原因提出了具体的应对措施。

关键词：锅炉水质；水质管理；锅炉正常运行

引言：符合要求的水质可以保证锅炉运行的安全性和稳定性，因此在日常的生产活动中，工作人员需要对站锅炉的水质进行化验和检测，对锅炉的水质进行质量保证。因而在锅炉的安全运行中把水质管理放在了重要的位置。某企业自备电厂共有7台中高压循环流化床锅炉，运行过程中水质控制不符合标准要求，造成锅筒内部结垢腐蚀，水冷壁、过热器内壁腐蚀爆管，机组运行时间大大缩短，最短时间只有三天就出现爆管造成紧急停炉，更严重的是在锅炉启动过程中出现爆管情况。因此控制锅炉水汽指标，具有十分重要的意义。

1不良水质对锅炉的危害

由上文原因分析可以看出，水质不良对锅炉的危害主要体现在以下几个方面：结垢致使锅炉燃料消耗增加，受热面损坏，降低锅炉出力等；腐蚀或垢下腐蚀造成金属部件损坏；杂质堵塞导致工质流通不畅，影响排污，使水汽品质不合格，水位计显示不清晰，出现水击等。因此，做好锅炉水处理工作对锅炉安全运行有着极其重要的意义。

2停炉事故检查内容及锅炉水质分析方法

2.1停炉事故检查内容

2.1.1爆管失效处宏观检查

半年时间内7台锅炉出现二十余次非计划停炉，作为热电联产的企业，给企业正常生产带来了很大的经济损失。停炉的主要原因是水冷壁管与低温过热器进口端的爆管泄漏，该水冷壁管失效处呈天窗型爆口，爆口的边沿无塑性变形，呈脆性失效特征，管子无胀粗和鼓包，表面没有明显的氧化皮。管内壁存在腐蚀减薄，其中减薄严重部分最小剩余壁厚1.9mm（公称壁厚5.0mm），内壁其他部位还有多处腐蚀凹坑。低温过热器管爆口位置在管子的背火面。爆口附近管子外表面没有光滑的磨损平面或凹槽且不存在凹凸不平腐蚀区，爆口特点明显是爆口附近管壁有明显的减薄，属于韧性破裂，管子的材质仍保持其延展性特征。可以得出判断管子管壁严重减薄导致强度不够而爆管，不属于外壁腐蚀爆管和磨损爆管。

2.1.2其它部位的检查

针对锅炉持续爆管停炉，对锅炉主要受压部件如：汽包、减温器、水冷壁上下集箱、省煤器进出口集箱、过热器进出口集箱及主要连接管进行宏观检查。检查发现，汽包顶部密封板腐蚀穿孔，密封板焊缝腐蚀开裂，在汽包底部有大量的腐蚀产物堆积，汽包内壁结垢，尤其在汽水分界线处，除去内壁上的腐蚀产物，腐蚀深度达到了0.5～1.0mm，同时发现汽包内连续排污管堵塞；水冷壁管下集箱内有大量脱落的腐蚀产物堆积，减温器内套筒结垢且部分脱落。其它部件未发现异常现象。

2.1.3资料检查

检查半年来锅炉的运行记录，锅炉启、停次数较多，且锅炉的启、停时间较短，并未按锅炉启、停温度曲线执行，通过与运行人员了解，由于生产的需要，停炉都快速冷却，紧急处理缺陷后启炉。抽查了近半年的锅炉补水记录、锅炉加药记录、锅炉的连续排污记录、锅炉水汽分析记录，由于近半年来生产用汽的增加，锅炉补水量居高不下，且出现化学制水不能满足锅炉补水的情况，锅炉加药相比以前有了明显的增加，连续排污持续，锅炉在补水量较大时炉水pH值在6.0~7.0左右（标准值9.0~10.5），炉水长时间pH值偏低，且电导率、磷酸根值一直居高不下。过热蒸汽中钠、氢电导率、二氧化硅等指标大大超过标准值。

2.2锅炉水质常规化验方法

2.2.1锅炉水质硬度化验

首先就是取样，然后是向水样中加入定量的氨-氯化铵缓冲液和少量的铬黑T指示剂，接着用EDTA标准溶液进行滴定，当快要接近终点时要慢慢的滴定。上述的过程要控制在5分钟之内，并且温度不能低于15℃，最后要根据水样所消耗的EDTA溶液体积进行计算。

2.2.2锅炉水酸碱度的化验方法

在对锅炉水的酸碱度进行化验和检测时，可以将玻璃电极作为指示电极，将饱和甘汞电极作为实验的参比电极。在进行具体试验的过程中，要以pH4、7或pH9标准缓冲液定位，进而对所需测试的溶液进行pH值的测定。

2.2.3锅炉水溶解氧含量的检验方法

如果锅炉水的溶解氧含量不断增加，就会对锅炉内部造成腐蚀，并且不同的部位会出现的不同的腐蚀，这主要是因为水质条件的不同。长期的氧腐蚀会对电站锅炉造成很大的损伤，进而对锅炉的运行造成很大影响[1]。溶解氧的测定一般是直接使用溶解氧仪进行检测。

3原因分析

3.1金相组织分析

对爆口失效水冷壁管的背火侧及迎火侧分别采样，对试样打磨并在金相抛光机上进行抛光，然后用自配溶液进行腐蚀，在金相显微镜下观察其金属组织。管子内壁侧显微组织是白色的铁素体，存在较少黑色的珠光体，存在明显的脱碳现象。靠近管内壁侧区域显微组织中沿着铁素体晶界分布着黑色条状显微裂纹，破坏了金属晶粒之间的联系，导致金属的性能降低。金相组织为铁素体+珠光体，组织正常，珠光体球化1.5级。

3.2原因分析

通过对爆口失效件及锅炉主要承压部件的宏观检查，锅炉运行记录、化水记录的资料检查，锅炉水质不良是频繁停炉的主要原因，炉水显酸性破坏管内壁的保护膜直接与钢铁基体接触，反应生成原子态氢，而氢扩散至钢内部与钢中的碳反应，生成甲烷，进而使钢基体脱碳，产生氢腐蚀。水冷壁管爆管处的爆口形状和金相检验中发现的腐蚀部位脱碳现象也证实了这一点。过热蒸汽品质不合格，由低温过热器进口集箱进入受热面管子时，在管子入口端内壁结垢，产生垢下腐蚀，对管子腐蚀减薄，管子强度不够而爆管[2]。补水量较大时，制水不够，可能原水直接加入锅炉，造成炉水显酸性，炉水及蒸汽品质不合格，频繁加药，造成连续排污常开，最后导致连续排污管堵塞，水冷壁下集箱垢物堆积，定期排污都无法将杂物排净。炉水及蒸汽品质指标超标，造成锅筒内密封板焊缝开裂、腐蚀穿孔，蒸汽品质不良，造成减温器内壁结垢，锅炉频繁启停，致使结垢脱落[3]。水汽指标超标，品质不良，未采取有效措施控制，造成半年内频繁停炉，因而管理不当是根本原因。

4处理措施

根据对锅炉的检查及事故原因的分析，避免锅炉频繁停炉，为消除锅炉存在的安全隐患，使锅炉重新进入安全经济运行状态，提出以下处理措施。（1）对锅筒内部结垢进行清理，对腐蚀的密封板、连续排污管进行更换，对腐蚀较重区域的水冷壁管、低温过热器管入口段进行更换，清理减温器内、水冷壁下集箱内垢物。（2）锅炉维修检查合格后，由取得相应资质的化学清洗单位对锅炉进行酸洗钝化，使锅炉管子内壁重新具有保护膜[4]。（3）加强内部管理，严格控制水源，同时锅炉的给水、炉水、饱和及过热蒸汽、补给水、冷凝回水指标严格按照GB12145－2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》的标准执行。（4）制定锅炉事故应急措施，如制水不能满足锅炉补水，或补给水不达标，应协调减少生产用汽或停炉。

结束语

目前，尤其是在热电联产的电站锅炉运行中，热电联产锅炉补水量较大，锅炉制水跟不上，给水水质不良，造成受热面结垢的现象比较普遍，从而大大降低锅炉受热面的传热受热效果，降低锅炉热效率，增加燃料消耗量，造成锅炉承压部件的内部腐蚀，致使锅炉运行周期缩短，维修费用增加，甚至发生爆管事故。

参考文献：

[1]李海燕.电厂锅炉水质常规化验方法及质量控制[J].科技创新与应用，2018（04）：78-79+83.

[2]王志建，戴国栋，丘性通.福建省在用工业锅炉水质分析与建议措施[J].工业锅炉，2017（03）：49-51+56.

[3]汪味路.关于工业锅炉水质常见问题及其成因的研究[J].科技与企业，2016（01）：210-211.

[4]卞金飞.工业锅炉水质处理应用现状及运行研究[J].石油化工设备，2015，44（06）：54-58.