煤氣發(fā)生爐安全問題的探討

煤氣發(fā)生爐安全問題的探討近年我區(qū)煤氣發(fā)生爐檢驗(yàn)情況的介紹缺陷產(chǎn)生的原因及幾個問題的探討煤氣發(fā)生爐使用、管理的有關(guān)規(guī)定一：近年我區(qū)煤氣發(fā)生爐檢驗(yàn)情況的介紹

我區(qū)目前有煤氣發(fā)生爐約100臺，近年檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問題主要是爐體上部1/3處存在鼓包。鼓包處材質(zhì)肉眼看呈藍(lán)黑色，是明顯的過熱特征，通過金相進(jìn)一步分析，也證明了這一點(diǎn)。

我院在2008年底至2009年初對三水全區(qū)陶瓷廠在用煤氣發(fā)生爐進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)，共檢驗(yàn)煤氣發(fā)生爐80臺，發(fā)現(xiàn)筒體（受火側(cè)）鼓包問題的煤氣發(fā)生爐19臺（報廢2臺），占所檢驗(yàn)煤氣發(fā)生爐近24%。其后，每年檢出鼓包問題煤氣發(fā)生爐約2~3臺。至目前為止，我區(qū)因鼓包問題報廢或更換的煤氣發(fā)生爐達(dá)14~15臺。二：缺陷產(chǎn)生的原因及幾個問題的探討第一種：汽包滿水導(dǎo)致爐體產(chǎn)生的蒸汽無法排出至汽包，爐體上部產(chǎn)生較大的汽空間，冷卻不良引起爐體過熱產(chǎn)生鼓包第二種：爐體缺水導(dǎo)致爐體過熱產(chǎn)生鼓包1.進(jìn)水管（汽包至爐體）因水垢堵塞造成缺水。2.人為疏忽忘了給水造成缺水。3.設(shè)備漏水造成缺水。4.排污不當(dāng)造成缺水。

經(jīng)過我們調(diào)查和分析，我們認(rèn)為缺水是造成煤氣發(fā)生爐鼓包的根本原因。但缺水的情況主要有4種：

1.進(jìn)水管（汽包至筒體）因水垢堵塞造成缺水。在2008年底檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)19臺鼓包的煤氣發(fā)生爐中，有8臺煤氣發(fā)生爐筒體及汽包結(jié)垢嚴(yán)重，導(dǎo)致（汽包至筒體）水垢堵住進(jìn)水管，造成補(bǔ)給水不能滿足煤氣爐的蒸發(fā)量而缺水，最終因缺水過熱產(chǎn)生爐體鼓包。由于煤氣發(fā)生爐是近幾年才在廣東使用的產(chǎn)品，許多工廠都是初次使用，對它沒有足夠的認(rèn)識和足夠的重視。從目前情況來看，很多使用單位為了節(jié)約成本，沒有安裝水處理器，只采用爐內(nèi)加藥除垢代替水處理），煤氣發(fā)生爐長期在水質(zhì)總硬度嚴(yán)重超標(biāo)情況下運(yùn)行，（其中抽查了兩間廠煤氣爐的的水質(zhì)總硬度嚴(yán)重超過國家《GB1576-2008》小型工業(yè)鍋爐用水標(biāo)準(zhǔn)（0.03mmol/L）的60~70倍）。目前的情況來看，許多廠只是把加防垢劑代替軟水處理，這里存在較嚴(yán)重的誤區(qū)。防垢劑雖然有許多種類，但無論是堿性藥劑、有機(jī)膠體還是水質(zhì)穩(wěn)定劑，它們的作用都是通過向給水投入一定數(shù)量的藥劑，使煤氣發(fā)生爐給水中的結(jié)垢物質(zhì)（Ca+，Mg+）轉(zhuǎn)變?yōu)閼腋盍鲃有暂^好的水渣。由于時間關(guān)系，這里我們只以堿性防垢劑舉例說明。堿性防垢劑主要由NaoH、Na2Co3、Na3Po4、有機(jī)膠質(zhì)等組成，它們與原水中的CaCl2、MgCl2、Ca(HCo3)2、Mg(HCo3)2生成Mg(OH)2↓、CaCo3↓、Mg3(Po4)2↓、Ca3(Po4)2↓、Ca10(OH)2(Po4)6↓，所生成的這些沉淀中，只有Ca3(Po4)2↓、Ca10(OH)2(Po4)6↓粘附性較差、流動性較好，不容易形成二次水垢外，其它沉淀物初生時，雖然多是水渣形態(tài)，但它們的流動性差、粘附性強(qiáng)，如不及時排出，很容易粘附在金屬壁轉(zhuǎn)化成水垢（即二次水垢）一、原水水垢的形成1.受熱分解含有暫時硬度的水進(jìn)入煤氣發(fā)生爐后,在加熱過程中,一些鈣、鎂鹽類受熱分解,從溶于水的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成難溶于水的物質(zhì),附著于鍋爐金屬表面上結(jié)為水垢,鈣、鎂鹽類分解如下:Ca(HC03)2

→CaC03↓+H2O+C02↑Mg(HC03)2

→MgC03+H2O+C02↑MgC03+H2O→Mg(OH)2↓+C02↑2.某些鹽類超過其溶解度。由于鍋水的不斷蒸發(fā)和濃縮,水中的溶解鹽類含量不斷增加,當(dāng)某些鹽類達(dá)到過飽和時,鹽類在蒸發(fā)面上析出固相,結(jié)成水垢。3.溶解度下降隨著鍋水溫度的升高,鍋水中某些鹽類溶解度下降,如CaS04

和CaSi03

等鹽類。4.相互反應(yīng)。給水中原溶解度較大的鹽類和鍋水中其他鹽類、堿反應(yīng)后,生成難溶于水的化合物,從而結(jié)成水垢。一些鹽和堿相互反應(yīng)如下:Ca(HC03)2+2NaOH=CaC03↓+Na2C03+H20CaCl2+Na2C03=CaC03↓+2NaClCaCl2+Na2s04=Cas04↓+2NaClCaCl2+Na2si03=Casi03↓+2NaCl5.水渣轉(zhuǎn)化當(dāng)鍋內(nèi)水渣過多時,而且又粘,如Mg(OH)2

和Mg3(P04)2

等,如果排污不及時,很容易由泥渣轉(zhuǎn)化為水垢。

加防垢劑生成沉淀物和不加任何藥劑生成水垢的成份對比：

1.它們都生成了CaC03↓Mg(OH)2↓沉淀

2.加了除垢劑少生成：CaS04↓和CaSi03↓但多增加了Mg3(Po4)2↓、Ca3(Po4)2↓、Ca10(OH)2(Po4)6↓

所以，防垢劑的作用主要是：生成不易粘結(jié)、流動性好Ca3(Po4)2↓、Ca10(OH)2(Po4)6↓，并以其作為結(jié)晶中心，使CaC03Mg(OH)2在其周圍析出，降低CaC03Mg(OH)2的粘度，增強(qiáng)流動性，以便排污時排出。

當(dāng)給水和防垢劑進(jìn)入汽包時，由于溫度迅速升高，防垢劑和給水中的（Ca+，Mg+）迅速反應(yīng)，生成沉淀（水渣）。

但由于煤氣發(fā)生爐結(jié)構(gòu)決定其水循環(huán)性能差，水循環(huán)很難將汽包產(chǎn)生的沉淀（水渣）帶到水夾套，即使排污時，也很難對汽包的沉淀（水渣）產(chǎn)生有效的抽吸作用，沉淀（水渣）在汽包越積越多，慢慢形成二次水垢，最終使得汽包至筒體的進(jìn)水管通流面積大大縮?。ɑ?，被汽包脫落塊狀的水垢堵塞）造成嚴(yán)重缺水。討論：如何讓煤氣發(fā)生爐爐體進(jìn)水管結(jié)構(gòu)更合理2.人為疏忽忘了給水造成缺水。目前全區(qū)在用煤氣爐都沒有安裝自動給水及低水位報警裝置，全靠人工定時打開進(jìn)水閥給水（一般每小時3~4次），而且煤氣發(fā)生爐無間斷啟用和操作平臺共有4-5層樓，遇到晚班或工作比較繁忙的時侯，再加上管理制度和人員配備不到位，人為疏忽忘了給水就在所難免了。經(jīng)過我們深入了解，某些煤氣站的工作人員“說出”了由于工作疏忽有時會忘了給水的事時有發(fā)生。另外，有些廠甚至將給水閥門開到一個“經(jīng)驗(yàn)”開度長期運(yùn)行，當(dāng)用氣突然增多或減少時，煤氣發(fā)生爐缺水或滿水都無人知道。

3.設(shè)備漏水造成缺水。經(jīng)過我們檢查和了解，有一間廠也“承認(rèn)”了該廠的一臺煤氣發(fā)生爐鼓包是由于手孔漏水沒有引起足夠重視，繼續(xù)使用造成爐體缺水引起的。這也反映了，煤氣站的許多操作人員甚至管理層的經(jīng)驗(yàn)和意識也還有許多要提高。另外，由于操作工人流動性大，有些廠新召操作工人沒有經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)就上崗。今后應(yīng)加強(qiáng)煤氣爐的管理人員和操作人員培訓(xùn)，沒有經(jīng)過培訓(xùn)或無證的人員嚴(yán)禁上崗。加大對全區(qū)在用煤氣爐的管理人員和操作人員抽查力度，確保煤氣爐安全運(yùn)行。4.排污不當(dāng)造成缺水。煤氣發(fā)生爐汽包的容量在1.5m3左右，排污閥的通經(jīng)為DN50，經(jīng)計算，若排污閥全開，30秒左右就可以把汽包里的水排完。并且排污時工人很難掌握汽包水位情況，因?yàn)榕盼墼跔t體下部（第二工作平臺），汽包在第三工作平臺，所以排污時工人很難觀察到汽包水位，容易造成缺水。以上是造成爐體缺水的四種主要原因。

生(原)水通過裝有鈉離子交換劑的交換器，水中的鈣、鎂離子與交換劑上的鈉離子交換，水中的鈣、鎂離子為交換劑吸著，交換劑的納離子則進(jìn)入水中，而鈉鹽的溶解度很高，在鍋爐中不會析出沉淀，因而防止了水垢的生成。鈉離子交換水處理從源頭做好水質(zhì)處理工作鈉離子水處理成本：

1.流動床4千元/2噸浮動床3千元/2噸

2.樹脂2~3年換一次

3.再生用鹽

總費(fèi)用應(yīng)該不會比加防垢劑貴，且更安全使用。第三種：操作不當(dāng)，火界(氧化層)上移，造成爐體過熱發(fā)生鼓包煤氣爐爐體水位1號爐爐體水位2號爐爐體水位煤氣發(fā)生爐爐體正常運(yùn)行過程中，上封頭以下300mm范圍內(nèi)是汽相空間，當(dāng)火界（氧化層1000~1200℃）上移至爐體汽相空間時，爐體鋼板得不到有效冷卻（無水汽化吸收大量熱量）而引起過熱發(fā)生鼓包。

問題的思考和應(yīng)對措施經(jīng)過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題，我們對煤氣發(fā)生爐要有更深刻的認(rèn)識——從表象看，煤氣發(fā)生爐的使用壓力只有0.25MPa左右，屬于壓力比較低的設(shè)備，看上去好像非常安全。其實(shí)這些容器直接受高溫加熱，只要存在水質(zhì)做得不好或人為忘了及時補(bǔ)水，設(shè)備還是非常危險的。高溫直接加熱的設(shè)備即使壓力不高甚至常壓狀態(tài)，但由于缺水運(yùn)行一樣容易產(chǎn)生金屬過熱（甚至過燒）變形拉裂焊縫（或板材本身）造成事故。特別是煤氣發(fā)生爐這種設(shè)備，萬一發(fā)生金屬過熱變形拉裂焊縫（或板材本身），造成煤氣泄露，那后果是不堪想象的。應(yīng)對措施：

1.堅決做好煤氣發(fā)生爐的年度內(nèi)部檢驗(yàn)工作。

2.使用單位要做好自檢工作，在平時停爐的時候打開夾套、汽包、進(jìn)水管等設(shè)備進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)水垢（水渣）及時清理工作。

3.搞好煤氣發(fā)生爐水質(zhì)處理、以爐外軟化處理為主、停爐時爐內(nèi)加藥除垢處理為輔、使煤氣發(fā)生爐用水達(dá)到國家要求、