摘要：锅炉是电厂的重压设备，但给水水质会对锅炉产生各种各样的问题。本文阐述了给水的循环以及产生的问题及相应的解决方案。
关键词：锅炉；给水；结垢；腐蚀；蒸汽品质的恶化
1锅炉中水的循环
发电厂是电能生产的企业，其中锅炉在火电厂中是将燃料燃烧释放的热量加热、蒸发、过热锅炉内的水，燃料的化学能转化为蒸汽的热能，其中水的受热过程在四管—省煤器管、水冷壁管、过热器管和再热器管—内进行。省煤器一般安装在锅炉的尾部烟道即低温受热面，它利用低温烟气的热去加热给水，提高了锅炉的热利用效率；水冷壁一般安装在炉膛周围，是主要的辐射受热面，能吸收炉膛的辐射热又使火焰的温度降低进而保护炉膛；过热器一般安装在锅炉顶棚即高温受热面，其作用是吸收炉膛的辐射热，将饱和的水蒸气变成过热蒸汽；再热器一般安装在烟气温度较高的地方即高温受热面，他的作用是将已经在汽轮机中做过功的蒸汽重新抽回锅炉进行再加热，提高了整个循环的效率。给水是外界进入锅炉的水，它首先在省煤器中进行预热，继而进入联箱分水至炉膛周围的水冷壁，此时，达到饱和状态的水蒸气进入过热器继续加热形成过热蒸汽，送入汽轮机中进行做功，若汽轮机采用抽气式，还会在中途抽气至再热器再加热至高温状态重回汽轮机做功，这就是锅炉水的整体流向。
2锅炉四管的问题
锅炉给水不合格时有大量杂质时，会对四管造成巨大的危害，可能会导致锅炉四管发生３个问题。
2.1结垢
结垢是指水中的杂质在四管内析出形成贴合在管壁的固体附着物，它会使四管受热面损坏，增加了传热的热阻，降低了燃料的利用效率，使锅炉的负荷量降低，影响蒸汽的正常供应，还会使锅炉的使用寿命降低，常见的水垢有碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、磷酸盐水垢、混合水垢和铜垢。
2.2腐蚀
锅炉四管的腐蚀主要由化学腐蚀和电化学腐蚀组成，腐蚀对炉管的损坏尤为严重，腐蚀发生的面积很大，往往腐蚀一旦发生，就需要更换大量的金属，腐蚀严重时，不仅会使生产的效率降低，还会使高温蒸汽泄漏，事故一旦发生，就会造成严重的伤亡，常见的锅炉腐蚀有：氧腐蚀、酸碱腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、点腐蚀和沉积物下腐蚀６种。
2.3腐蚀和蒸汽品质的恶化
蒸汽中主要有钠盐和硅酸物，当其含量过多时，就会导致在过热器管道内积盐，在高压机组中，杂质通常是由硫酸钠和磷酸钠组成，在中低压机组中，杂质通常由硫酸钠、磷酸钠、碳酸钠和氯化钠组成；除此之外，还可能会沉积铁的氧化物。这些杂质主要由机械携带和溶解携带带来，其中有一部分可能会随着排气排走。
3锅炉四管爆漏原因
导致锅炉四管爆漏的原因有很多，既有内部原因，也有外部原因；既有四管本身的问题，也有其工作条件的影响。具体来说，有以下几点：
3.1四管自身材料问题
锅炉因其需要长时间处于高温运行状态，因此对其材料有较高的要求，任何材料性能的不足，都有可能对锅炉运行效率和安全造成隐患。材料问题主要有两方面，一方面是四管的材料本身质量存在问题或者缺陷，比如其钢材成分、性能指标等不符合相关标准，必然使得其无法满足锅炉的长期运行需要，造成运行中发生故障；另一方面是设备在运输、安装、检修过程中，造成材料的机械损伤，从而使得设备运行中存在安全隐患。
3.2机械与飞灰磨损
此原因是导致锅炉爆漏的重要原因之一，相关统计数据表明，3%到9%的锅炉爆漏是由于磨损所导致的，其中飞灰磨损更加严重[61。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆飞灰磨损的出现与多种因素相关，包括锅炉构造、烟气流速、煤灰特性、烟气粉尘浓度等。通常来说，飞灰磨损在锅炉尾部更加严重，由于此处的温度与中心相比较低，因此为了保持此位置的温度，需要相应增加其受热面积；如此一来就会使得相邻受热面管子距离缩短，这种环境下极容易形成烟气走廊，导致烟气流速增大，飞灰磨损加重。造成机械磨损最重要的原因，是由于燃烧嘴喷嘴变形，导致粉尘飞串，从而造成机械磨损。
3.3超温引发爆漏
锅炉的运行，都是在高温环境下，一旦温控措施失当，尤其超温现象出现，会对锅炉受热面管的金属特性造成特别严重的影响。金属性能会在超温环境下下降，造成性能降低，当这种性能降低累计到一定程度，就会引发爆漏事故。此外，锅炉运行过程中，当上升烟气进入水平烟道，两侧温度就会出现偏差，从而造成过热器两侧吸热不均。长期保持这种状态，两侧温差对于金属性能的影响程度不同，并且这种差距会逐渐加大，当加大到某个极点时，就会出现爆漏事故[2]。
3.4焊口质量不佳与炉管腐蚀
锅炉的运行环境决定了对于设备的焊接有着极高的要求。然而在实际焊接过程中，某些焊口会出现超标缺陷，包括热处理不到位、气孔、焊接夹渣等不良详细。导致锅炉运行一点时间后，漏泄概率会不断加大。另外，锅炉爆漏的另外一个主要原因就是炉管腐蚀。锅炉工作时，煤灰中的S、Na等元素在燃烧过程中产生氧化物，并且在炉管上附着停留，并逐渐形成具有较强粘性的硫酸盐；硫酸盐与管材氧化物发生反应后，会形成四相三界面系统，最终使炉管受到严重的热腐蚀。当腐蚀超过一定程度，锅炉爆漏风险就会迅速加大[3]。
3.5燃煤质量不佳
燃煤质量不佳，容易对锅炉造成更大的损耗，从而增加爆漏风险。同时，在煤质整体不佳的情况下，由于灰分含量过高，使得锅炉受热面磨损加剧，增加了锅炉爆漏风险。
4解决锅炉给水对锅炉运行产生影响的方法
4.1过滤
处理给水时，为了除去水中的杂质，在水澄清后还要进行水过滤，过滤一般分为慢速过滤器和快速过滤器，过滤设备有重力式无阀滤池、虹吸滤池、压力式过滤器、活性炭过滤器和超滤[4]。
4.2离子交换
经过离子交换处理，可以有效地除去水中的离子，离子交换的方式通过离子交换树脂实现，离子交换的步骤由５步完成：①离子从溶液中通过树脂颗粒表面的液膜扩散至树脂颗粒的表面[5]。②离子从颗粒的表面扩散到颗粒内部的的交换集团。③在交换集团上进行交换。④交换后的离子从交换集团处扩散到树脂的表面。⑤交换后的离子从树脂的表面透过液膜扩散出树脂。在树脂化学除盐中，除盐工艺又可以分为单床工艺，联合应用工艺、混合床工艺[6]。
4.3腐蚀处理
为了防止腐蚀，一般采用以下５种方法：①正确选用金属材料；②阴极保护法；③阳极保护法；④覆盖保护法；⑤加入少量的缓蚀剂。
4.4水处理
对于炉内的水处理，一般采用以下８种方法：①纯碱处理法；②磷酸盐处理法；③全挥发性处理法；④中性水处理法；⑤联合水处理法；⑥聚合物处理法；⑦螯合剂处理法；⑧平衡磷酸盐处理法。
结束语：
综上所述，为了防止锅炉炉管的损坏，加强对给水的控制和对锅炉水处理必不可少，这样才能保证锅炉的效率及发电的安全、经济、稳定运行。
参考文献：
[1]王利宏，冯慧芳，周立刚. 9F等级联合循环余热锅炉给水系统优化配置[J]. 热力发电，2015，44（01）：8-12.
[2]郭茂丰. 火电厂锅炉运行控制与故障预防[J]. 民营科技，2015（10）：34.
[3]张翔. 600MW超临界锅炉的给水控制系统优化研究[J]. 工程技术研究，2018（01）：123-124+186.
[4]冯礼奎，钱洲亥，周臣. 直流锅炉给水低氧量处理的试验研究[J]. 中国电力，2013，46（04）：21-24.
[5]王家福. 浅谈火电厂锅炉运行控制及故障预防[J]. 科技创新与应用，2016（32）：132-133.
[6]宋国崇，刘岩，孙家敏，朱家明. 锅炉运行的优化分析[J]. 贵阳学院学报（自然科学版），2014，9（03）：24-27.
论文作者:孙阳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/14
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