摘要：随着我国工业行业的迅速发展，锅炉的应用与使用程度越发普遍，它的作用是在工业生产期间有效实现了能量的转换。锅炉运行环境比较特殊，主要以高温、高压为主，锅炉本身工作环境就比较恶劣，如果内部结构设计不合理，则很容易导致锅炉内部系统出现安全故障。比如水质、燃煤等便是导致锅炉出现障碍的主要原因，具体表现在锅炉内部出现腐蚀甚至爆管的现象。不仅会降低锅炉使用周期，同时也可能增加操作人员的危险。因此，本文对锅炉设计中的安全故障以及应对措施进行分析。
关键词：锅炉设计；安全故障；应对措施
1锅炉的安全设计使用要求
锅炉是具有高温、高压的热能设备，是特种设备之一，在机关、事业企业及各行各业广泛使用，是危险而又特殊的设备。一旦发生事故，涉及公共安全，将会给国家和人民生命财产造成巨大损失。为了公共安全、人民生命和财产安全，依据国务院《特种设备安全监察条例》，使用锅炉应注意以下事项：
1.1锅炉出厂时应当附有“安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安全及使用维修说明、监督检验证明（安全性能监督检验证书）”。
1.2锅炉安装、维修、改造的验收。施工完毕后施工单位要向州质量技术监督局特种设备检验所申报锅炉的水压试验和安装监检。合格后由州质量技术监督局、州特种设备检验所、县质量技术监督局参与整体验收。
1.3锅炉的注册登记。锅炉验收后，使用单位必须按照《特种设备注册登记与使用管理规则》的规定，填写《锅炉（普查）注册登记表》。
1.4锅炉的运行。锅炉运行必须由经培训合格，取得《特种设备作业人员证》的持证人员操作，使用中必须严格遵守操作规程和八项制度、六项记录。
2锅炉设计中常见的安全故障
2.1超温爆管事故
超温爆管是锅炉运行时面临的安全事故之一，主要是由于锅炉设计时的结构设计不合理、运行参数设计不规范以及煤质控制不严等原因造成的。如果锅炉的结构设计不合理，在锅炉运行过程中，就会导致局部受热面超温失效，从而引发爆管事故，严重威胁到锅炉运行的安全性以及经济性。运行参数设计不规范，就会导致炉膛燃烧时火焰位置偏离、炉膛出口排烟温度高、风量供给不合理等现象的出现，对炉膛受热面的运行安全产生一定的影响。每种型号的锅炉都会设计相应的煤种，以保证充分燃烧和锅炉运行效率。如果煤质控制不严格，无法达到设计煤质的要求，就会导致锅炉燃烧过程中，烟气中的硫、硝以及灰尘等物质含量超标，由此导致锅炉受热面的腐蚀、堵塞，易引发爆管事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些都是锅炉在设计阶段常见的安全事故，应该尽量避免此类现象的发生。
2.2锅炉水供给问题
锅炉的正常运行离不开锅炉水的供给，这也是提供锅炉能量正常转换的重要介质。一旦锅炉大安全阀、压力表等部件设计的不够合理，那么在运行过程中就不能及时发现缺水问题，就容易导致锅炉发生爆炸事故，不但造成锅炉损失，还会唯一到人们的生命财产安全。对锅炉水质量的控制，在设计时也要注意，由于锅炉受热面需要长期使用到锅炉水，因此就要确保水的质量，一旦掺入过多的在职，就会在受热后产生水垢，导致锅炉出现受热面温度不均的情况发生，时间长久之后，加之承受能力的限制，就会引起安全事故发生爆炸，因此还需要控制好锅炉的给水质量。
2.3锅炉材料选择问题
锅炉运行环境比较特殊，长期处在高温、高压的环境下工作，所以锅炉材料选择是决定其使用寿命的重要因素。不同型号的锅炉，不同用途的锅炉对于材料的质量要求是不同。而设计人员如果笼统性地选择锅炉材料，缺少锅炉运行现场环境考量。那么将会导致生产出的锅炉设备与真实生产运行需求不符合，甚至增加锅炉爆炸的风险。据了解，很多锅炉设计者在锅炉材料韧性、稳定性、耐温强度等方面的参数分析还存在着很多的不足之处。如果一直忽略上述参数分析、设计，将很难提升锅炉安全系数。因此，为了降低锅炉安全故障发生，当务之急是加强锅炉材料选择优化，从根本上提高锅炉安全系数。
3锅炉设计中安全问题的应对措施
3.1科学规范、完善锅炉的设计、制造
从源头上解决问题：因为承压锅炉的设计和制造并不是特别完善，所以在运行中会出现各种问题，生产商应及时地跟运营商联系，及时收集反馈回来的信息，并把信息分门别类，交给不同的技术部门，做出及时的解决，同时也能为后期制造更完善的承压锅炉奠定基础。同时把这些问题的解决方案整理出来，作为企业的核心竞争力，用过硬的产品质量来取得客户的信任。
3.2超温爆管的应对措施
根据锅炉超温爆管的原因分析后，在锅炉设计时应该从结构设计、运行参数设计以及煤质控制等几方面入手。在结构设计时，主要应该考虑炉膛以及受热面结构设计，保证各个部位的热量都处于适宜的温度，避免因为结构设计不合理而导致安全事故的发生。加强对运行参数设计，主要宗旨为提高燃煤燃烧效率，风量的供给、火焰位置以及炉膛出口烟温等都能够得到有效的控制，提高锅炉燃烧热效率，从而避免局部高温现象的出现。加强对燃煤质量管理，根据锅炉设计方案，选择适宜的煤种作为设计煤种，从燃煤的选购开始品质把控，燃煤供给采用合理的装置，同时在燃烧过程中做好脱硫、脱硝、除尘处理措施，尽量避免腐蚀、堵塞等现象的发生。加强锅炉运行过程中的检查，发现问题及时解决。
3.3锅炉水供给的应对措施
良好的压力表性能是确保锅炉正常供给用水的指标，它可以准确的衡量出锅炉水的水量标准，因此需要加强对压力表的设计。在设计锅炉压力表时，要考虑到其中可能出现的影响因素，确实提高压力表的运行性能。由于压力表的位置比较特殊，所以还需要严格掌握好压力表的材质选了、稳定性能以及精准性能等，确保设计能够准确反应锅炉的用水情况。同时，还要安装相应的缺水警报装置，当水量低于极限值时，通过警报作用提示人们及时采取相应的解决措施，减少有缺水而发生的高温爆炸的情况。最后，还要严格控制水的质量，避免杂质太多而产生大量的水垢，严格规定锅炉供水中的杂质含量，减少水垢的堆积，避免由于水垢堆积出现局部高温而引发爆管的情况。
3.4做好锅炉材料安全指标测试工作
为了提升锅炉安全系数，设计者在锅炉设计阶段应当做好锅炉材料检测工作。因为锅炉常工作于高温、高压环境当中，这就需要锅炉结构材料具备较强的抗性，包括耐温性以及耐压性。设计者在设计锅炉时应选择抗性较强的材料，作为锅炉内部结构材料。这样，才能够确保锅炉内部结构在恶劣的运行环境下不发生变形，保证锅炉设备整体形态稳定。除了抗性指标，许用应力指标也是选择锅炉材料的重要依据，设计者需要根据锅炉实际运行需求，合理挑选锅炉生产材料。此外，设计者需要协同锅炉设计领域专家，共同探讨材料选择、指标检测等问题，并通过具体材料质量指标数据分析结果，判断所选材料是否符合锅炉设备生产制造要求。
结束语：
总之，作为锅炉设计人员，在设计之初应当就锅炉在运行当中可能存在的故障风险进行逐一排查，并根据具体故障设计相关程序破解。这样，才能够保证设计、生产出的锅炉设备符合工业生产标准，在延长锅炉使用周期的同时，保证操作人员的人身安全。
参考文献：
[1]王健.工业锅炉设计中需要注意的问题探讨［J］.科技创新与应用，2017（12）
[2]锅炉设计中常见的安全故障及应对措施探讨[J].刘敬霞.中国新通信.2018(10)
[3]锅炉设计中的安全问题的讨论[J].蒋子阳,李贺.科技创业家.2014(08)
论文作者:纪美慧
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/5
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