【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,缺少科學合理的管理,造成鍋爐腐蝕嚴重,能源浪費巨大,大大縮短了鍋爐使用壽命,大多數(shù)鍋爐沒有達到其設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,造成鍋爐腐蝕嚴重,嚴重的鍋爐使用兩年便腐蝕3mm,未達到設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,促進鍋爐的全面腐蝕。嚴重的年腐蝕深度可達0.4mm~0.6mm,造成腐蝕穿孔,以至縮短鍋爐使用年限,甚至嚴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)物會成為設備運行中腐蝕的促進因素。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)生電化學反應[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)生的電化學腐蝕。各類資料及文獻對于停爐保養(yǎng)的方法可分為三類:干式保護法、濕式保護法及聯(lián)合保護法。干式保護法:烘干法、干燥劑去濕法、充氮法、氣相緩蝕法等。濕式保護法:氨水法、氨—聯(lián)氨法、蒸汽壓力法,給水壓力法等。聯(lián)合保護法:充氮或充蒸汽的濕式保護法[2]。
但是,以上停爐保養(yǎng)方法過于籠統(tǒng),使用單位應根據(jù)鍋爐的運行參數(shù),停用時間長短,當?shù)氐臍夂驐l件,選用簡單,便捷,行之有效的保護方法。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,價格保護液。保護溶液的成分是: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。保護液注入后,加入軟化水至水從空氣閥冒出,再開啟專用泵進行水循環(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]。此方法的保護原理是,使鍋水保持在ph值達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膜,起到保護金屬表面作用。
(4)由于鍋爐外部,由于密封不嚴,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)生化學反應,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,應該得到廣泛的應用。
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)濟效益以及促進地方經(jīng)濟的發(fā)展都具有非常積極的意義。
【參考文獻】
[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,沈鑫遠.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)新導報,2011,(08):71.