蓋輝輝 傅振宇

摘 要：鍋爐是一種加熱水使之產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備。鍋爐的作用隨著船舶主機(jī)的型式和種類的不同而有所變化。一般情況下，在蒸汽動力裝置船舶中，鍋爐產(chǎn)生過熱蒸汽用以驅(qū)動輪機(jī)的鍋爐稱為主鍋爐。在現(xiàn)代柴油機(jī)船舶動力裝置中，鍋爐產(chǎn)生飽和蒸汽用于加熱油料的鍋爐稱為輔鍋爐。無論是主鍋爐還是輔鍋爐都有著一個(gè)爐水循環(huán)系統(tǒng)。正常的水循環(huán)可以保證鍋爐蒸發(fā)受熱面的可靠冷卻，是鍋爐安全運(yùn)行的基本條件之一。爐水循環(huán)系統(tǒng)中水質(zhì)的好壞直接影響著鍋爐本體、蒸汽管系以及相關(guān)閥件的使用壽命，關(guān)系著鍋爐的安全。該文就如何改進(jìn)船用鍋爐水質(zhì)進(jìn)行探討和研究，得出相應(yīng)的改進(jìn)方法，對延長鍋爐使用壽命，提高鍋爐安全具有一定意義。

關(guān)鍵詞：鍋爐 爐水循環(huán) 水質(zhì)

中圖分類號：U66 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）01（c）-0081-02

某柴油機(jī)動力科考船長年在海上執(zhí)行科學(xué)考察作業(yè)，船上配備有兩臺輔鍋爐用以加熱油料、生活熱水供應(yīng)廚房蒸汽等相關(guān)作用。在航行過程中需要保持至少一臺鍋爐自動運(yùn)行。長時(shí)間運(yùn)行使得鍋爐的水質(zhì)發(fā)生了惡化，對管系、閥件產(chǎn)生了一定的危害，直接影響了鍋爐的安全運(yùn)行，鍋爐能否安全運(yùn)行直接關(guān)系著船員的生活和科考作業(yè)的成敗，因此如何提高鍋爐運(yùn)行的安全性、可靠性具有十分重要的意義。

1 鍋爐水質(zhì)惡化的原因

以某科考船為例其鍋爐自動啟停是由蒸汽壓力所控制具體參數(shù)如下：蒸汽壓力≤0.6 MPa時(shí)燃燒器起動，蒸汽壓力≤0.55 MPa時(shí)小火轉(zhuǎn)大火，蒸汽壓力≥0.65 MPa時(shí)大火轉(zhuǎn)小火，蒸汽壓力≥0.70 MPa燃燒器停止。在這種工況下，鍋爐每天保持燃燒狀態(tài)時(shí)間在13～15 h左右。鍋爐產(chǎn)生的蒸汽主要用于燃油、滑油、熱水柜加熱以及廚房蒸箱，最后進(jìn)過冷卻器冷凝成液態(tài)水回到爐水柜形成爐水循環(huán)，蒸汽在整個(gè)循環(huán)過程中有一部分被使用掉，一部分在各個(gè)出口處泄漏掉。所以在整個(gè)爐水循環(huán)過程中需要經(jīng)常補(bǔ)水以確保有足夠充足的爐水保持循環(huán)。眾所周知，蒸汽的產(chǎn)生是由于水的蒸發(fā)，在蒸汽產(chǎn)生的過程中，水中的鹽分大多數(shù)并不會隨著水蒸氣一起蒸發(fā)。然而隨著蒸汽的使用和流失，爐水中的鹽分越來越高，這對鍋爐本體以及管系、閥件的腐蝕越來越大。另外，水循環(huán)過程中產(chǎn)生的鐵銹、懸浮物等固體顆粒會吸附在鍋爐本體上，影響鍋爐的受熱，加速金屬的腐蝕。

2 改善水質(zhì)減小腐蝕的方法

某科考船鍋爐鍋內(nèi)水循環(huán)屬自然循環(huán)。當(dāng)鍋爐處于平衡狀態(tài)時(shí)，送進(jìn)鍋爐的補(bǔ)給水與鍋水存在溫度差，因補(bǔ)給水溫度低、密度大所以沿鍋筒向下流動，受熱面一側(cè)的鍋水不斷吸收熱量密度變小所以流動方向向上，從而使鍋爐僅僅依靠補(bǔ)給水的密度不同實(shí)現(xiàn)了鍋內(nèi)的水循環(huán)。為了使水質(zhì)得到改善可以通過以下3個(gè)方法。

2.1 鍋爐排污

所謂排污，就是把鍋爐中含雜質(zhì)多的鍋水排掉一部分，以干凈的給水來補(bǔ)充，使鍋筒內(nèi)的水位保持不變。鍋爐分別設(shè)上排污閥和下排污閥。上排污是將鍋筒中濃度較高的鍋水及鍋水中的懸浮物排出。下排污是定期從鍋水循環(huán)系統(tǒng)的最低點(diǎn)排放鍋水，其目的是為了排除鍋內(nèi)形成的水渣、泥渣、沉淀物和腐蝕產(chǎn)物。

鍋爐排污注意事項(xiàng)主要有以下幾個(gè)方面。

（1）排污的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)鍋水的水質(zhì)來決定，建議每天進(jìn)行一次。

（2）排污時(shí)應(yīng)保持較高的水位，以免鍋爐缺水。

（3）排污時(shí)開啟排污閥10 s左右后即關(guān)閉，并重復(fù)3～5次。

（4）為保證排污效果，排污應(yīng)在鍋爐低負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。

2.2 停爐保養(yǎng)

停爐的期間溶解氧的腐蝕比鍋爐運(yùn)行時(shí)發(fā)生的溶解氧腐蝕嚴(yán)重得多，會使鍋爐整個(gè)汽水系統(tǒng)都遭到腐蝕。當(dāng)金屬表面上有沉積物或水渣時(shí)，停用腐蝕過程會進(jìn)行得更快。而且，停爐期間的腐蝕產(chǎn)物，在鍋爐運(yùn)行時(shí)還會促使金屬繼續(xù)遭到腐蝕。

由上述可知，停用腐蝕的危害非常大。防止鍋爐水汽系統(tǒng)的停用腐蝕，對鍋爐的安全運(yùn)行有重大的意義。為此，在鍋爐停用期間，必須對其水汽系統(tǒng)的內(nèi)壁采取保護(hù)措施，這就是停爐保護(hù)。

由于停爐期間鍋爐所受到的腐蝕主要是汽水系統(tǒng)的溶解氧腐蝕，因此，只要減少從外界漏入的氧，或者減少氧與受熱面金屬接觸的機(jī)會，就能減輕腐蝕。

停爐保護(hù)的基本原則主要有以下幾個(gè)方面。

（1）不讓空氣進(jìn)入停用鍋爐的汽水系統(tǒng)內(nèi)。

（2）保持停用鍋爐汽水系統(tǒng)金屬內(nèi)表面的干燥，使相對濕度小于20% 。

（3）在金屬表面造成具有防腐作用的薄膜（保護(hù)膜） 。

（4）使金屬內(nèi)表面浸泡在含有除氧劑或其他保護(hù)劑的水溶液中。

2.3 化學(xué)堿洗清除水垢

鍋爐水垢的清除可在鍋爐打開人孔、手孔蓋進(jìn)行檢查和清洗，在可能條件下用較徹底的化學(xué)堿洗方法。

開始堿洗前，先將鍋水由排污閥排泄3次，以排除鍋內(nèi)污水及鍋底沉渣等。然后放出鍋水使鍋爐慢慢冷卻。冷卻后，打開手孔蓋通過手孔清除鍋底沉渣，通過人孔檢查鍋爐受熱面的積垢情況，并加以記錄。

檢查完畢后，關(guān)閉下部手孔蓋和有關(guān)閥門。注入清水，使水位升至水位表3/4處。從上部人孔投入已經(jīng)充分溶解的堿洗藥劑，然后關(guān)閉上 部人孔蓋并可以開始點(diǎn)火。

每噸水用碳酸鈉8 kg，氫氧化鈉4 kg，用5倍于藥劑重量的水充分溶解后將堿液倒入鍋內(nèi)。鍋內(nèi)汽壓由零逐漸上升至工作壓力的一半，然后使其逐漸降至0.05 MPa，再由0.05 MPa升至工作壓力之半，如此反復(fù)地變更汽壓。使?fàn)t水產(chǎn)生循環(huán)作用，煮洗時(shí)間要保持15～36 h之久。在煮洗時(shí)應(yīng)進(jìn)行排污，每4 h一次，每次放出水量約為水位表1/2左右，隨后通過給水泵補(bǔ)入。在進(jìn)行煮洗時(shí)，不得使用蒸汽安全閥排汽，其他汽閥也應(yīng)嚴(yán)密關(guān)閉。 煮洗完畢后，放出全部鍋水，并打開上、下部手孔蓋用清水（最好是熱水）沖洗，以清除殘存于鍋內(nèi)的堿液及污垢等。檢查堿洗效果，若情況良好，可關(guān)閉人孔、手孔蓋，鍋爐機(jī)組即可裝水準(zhǔn)備運(yùn)行。鍋爐清洗后 關(guān)閉好人孔和手孔蓋，并用給水泵泵水至工作壓力以檢查門蓋墊片的密封性，滿意后才可點(diǎn)火使用。

2.4 濕法保養(yǎng)

濕法保養(yǎng)適用于停爐期間不超過一個(gè)月的鍋爐。鍋爐停爐后，將鍋水放盡，清除水垢和煙灰。關(guān)閉所有的人孔、手孔、閥門等，與運(yùn)行的鍋爐完全隔絕。然后加入軟化水至最低水位線，再用專用泵將配制好的堿性保護(hù)溶液注入鍋爐。堿性保護(hù)溶液的成分是：每噸鍋水中加碳酸鈉（又稱純堿）10 kg和磷酸三鈉5 kg；其他配方亦可：氫氧化鈉（又稱火堿）按每噸鍋水加8～10 k g；或碳酸鈉（又稱純堿）按每噸鍋水加20 kg；或磷酸三鈉按每噸鍋水加20 kg。 當(dāng)保護(hù)溶液全部注入后，開啟給水閥，將軟化水灌滿鍋爐，直至水從空氣閥冒出。然后關(guān)閉空氣閥和給水閥，開啟專用泵進(jìn)行水循環(huán)，使溶液混合均勻。保護(hù)溶液的作用是：使鍋爐受熱面表面不被 氧化腐蝕。在整個(gè)保養(yǎng)期間，要定期生微火烘爐，以保持受熱面外部干燥，要定期開泵進(jìn)行水循環(huán)，使各處溶液堿度一致，還要定期取溶液化驗(yàn)，如果堿度降低，應(yīng)予補(bǔ)加。在冬季若有冰凍可能，不宜采用此法，否則鍋爐會因鍋水結(jié)冰而凍裂。

2.5 干法保養(yǎng)

當(dāng)停爐時(shí)間較長時(shí)一般采用干法保養(yǎng)：在停爐后將鍋水放掉，清除水垢和煙灰，打開上、下部手孔蓋，用壓縮空氣將鍋筒內(nèi)部吹干或用微火將鍋爐烤干，按每立方米2 kg無水氯化鈣的用量，用紗布將其包扎成幾包，通過下部手孔處放入鍋內(nèi)，用來吸收鍋內(nèi)潮氣，然后緊閉鍋爐手孔蓋和各閥件防止空氣漏入。此方法要定期對藥劑的吸潮情況加以檢查，若有潮解則應(yīng)予以更換。開始時(shí)每月一次，以 后可隔3個(gè)月一次。在鍋爐啟用前，干燥劑應(yīng)全部取出，切勿忘掉。

3 結(jié)語

鍋爐水質(zhì)好壞直接關(guān)系著鍋爐的使用壽命，間接影響著船舶安全和船員生活。文章從鍋爐水質(zhì)惡化的原因進(jìn)行了初步研究，通過分析總結(jié)出通過排污、停爐保養(yǎng)、化學(xué)堿洗、干濕保養(yǎng)等手段改善鍋爐水質(zhì)的一套方法。在某科學(xué)考察船上進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)，經(jīng)過實(shí)踐表明措施能有效地改善鍋爐的水質(zhì)，大大降低了鍋爐本體及管系、閥件的腐蝕，提高了鍋爐的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1] 費(fèi)千.船舶輔機(jī)[M].大連：大連海事出版社，2006.

[2] 車得福.鍋爐—— 理論設(shè)計(jì)及運(yùn)行[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2008.

[3] 周強(qiáng)泰.鍋爐原理[M].3版.北京：中國電力出版社，2013.