【摘要】針對煤氣發(fā)生爐定期檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一些常見缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析并提出應(yīng)對措施
　　【關(guān)鍵詞】煤氣發(fā)生爐論文；水夾套論文；水垢；鼓包；腐蝕；磨損
　　煤氣發(fā)生爐是一種用煙煤、無煙煤做原料的，氣化產(chǎn)生水煤氣的設(shè)備，煤炭氣化技術(shù)可以廣泛應(yīng)用到建材、陶瓷、化工、耐火材料、機(jī)械等行業(yè)。特別是在陶瓷行業(yè)的應(yīng)用，降低成本是非常顯著的。
　　煤氣發(fā)生爐在生產(chǎn)時(shí)內(nèi)罐溫度極高，且內(nèi)部反應(yīng)復(fù)雜。日常生產(chǎn)時(shí)，氧化層釋放出大量的熱量，使得煤氣發(fā)生爐內(nèi)罐溫度可達(dá)到1200℃以上，內(nèi)罐中心溫度甚至可達(dá)到1400℃左右。此時(shí)夾套中的冷卻水就對內(nèi)罐鋼板的保護(hù)起了至關(guān)重要的作用。在夾套缺水或無水情況下，就會引起爐體鋼板過熱，甚至變形，若此時(shí)操作工作操作失誤，緊急補(bǔ)水，就會引起夾套壓力突然升高，導(dǎo)致夾套變形，甚至爐體爆炸，造成人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失。在對泉州地區(qū)部分廠家煤氣發(fā)生爐定期檢驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有將近30%左右的廠家煤氣發(fā)生爐出現(xiàn)鼓包變形，腐蝕,磨損等缺陷。
　　一：水垢的生成及水處理：
　　1、水垢的生成及危害論文
　　我國的地域?qū)拸V，水質(zhì)情況復(fù)雜，絕大多數(shù)是非堿性水，水的硬度也因地區(qū)的不同而有差別。水的硬度是指水中溶解的鈣鎂鹽類、總硬度。硬度包括暫時(shí)硬度和永久硬度，即碳酸鹽硬度（如Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2等）和非碳酸鹽硬度（指水中的CaCl2、MgCl2、CaSO4、MgSO4等非碳酸鹽的含量生成水垢的主要原因有以下幾個(gè)方面：
　　給水中的鈣鎂鹽類在高溫下分解，在夾套內(nèi)表面上析出難溶性物質(zhì)形成水垢。因?yàn)殁}鎂鹽類溶解度隨著溫度的升高而降低，所以當(dāng)?shù)蜏亟o水送入夾套內(nèi)受熱時(shí)，溫度升高從而析出沉淀。未及時(shí)排污或者排污不夠，夾套內(nèi)水不斷蒸發(fā)，水中的鹽類不斷濃縮，當(dāng)達(dá)到鈣鎂某些鹽類的飽和濃度時(shí)，如繼續(xù)蒸發(fā)，在夾套內(nèi)表面會有結(jié)晶析出形成水垢。
　　排污不合理，不及時(shí)，夾套內(nèi)生成的非黏結(jié)性松散的水渣類物質(zhì)，二次生成水垢，黏結(jié)在夾套受熱面。水垢的存在對水夾套的安全穩(wěn)定運(yùn)行危害極大，最直接的后果是影響熱傳遞。水垢的導(dǎo)熱性能很差，經(jīng)測定，水垢的導(dǎo)熱系數(shù)只有金屬的幾十分之一，由于夾套內(nèi)表面有水垢，致使受熱面的傳熱不良，燃料燃燒釋放出的熱量不能有效地傳遞給水，水得不到熱量，無法產(chǎn)出足夠的蒸汽，從而影響煤氣爐運(yùn)行水垢導(dǎo)致熱傳遞能力下降的同時(shí)會使受熱面金屬壁溫升高。
　　水垢厚度越大，受熱面金屬壁溫上升也越高，金屬的強(qiáng)度則相應(yīng)地下降。當(dāng)壁溫超過450°時(shí)，金屬將發(fā)生蠕動變形，在外壓作用下形成鼓包或者出現(xiàn)裂縫。甚至導(dǎo)致爆炸等嚴(yán)重事故的發(fā)生，水夾套運(yùn)行中生成的水垢還會粘附在是給水管內(nèi)壁，造成進(jìn)水管管口變窄，致使供水不足，嚴(yán)重時(shí)會引起事故。
　　2、水的軟化處理和合理排污
　　TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》6.1.2水質(zhì)要求：以水為介質(zhì)產(chǎn)生蒸汽的壓力容器，應(yīng)當(dāng)做好水質(zhì)管理和監(jiān)測工作，沒有可靠的水處理設(shè)施，不應(yīng)當(dāng)投入使用。煤氣發(fā)生爐水夾套的水質(zhì)硬度指標(biāo)應(yīng)符合以下要求：水的軟化目前廣泛采用的陽離子交換法，在陽離子交換法中，最常用的是鈉離子交換，即以Na+與水中的Ca2+、Mg2+離子進(jìn)行置換反應(yīng)，使水得到軟化。鈉離子交換劑能除去水中的暫時(shí)硬度和永久硬度，鈉離子交換法使得軟化水質(zhì)量好，效率高，一般采用此法�，F(xiàn)在常用的軟水設(shè)備為全自動鈉離子交換器。
　　使用軟化水的目的是保持水夾套受熱面無垢或者薄垢運(yùn)行，但軟化后的水中仍然含有溶解鹽類。夾套運(yùn)行水不斷蒸發(fā)時(shí)，水中的鹽類不斷濃縮，會形成水渣，沉淀物等。當(dāng)濃縮程度達(dá)到其飽和濃度時(shí)，如繼續(xù)蒸發(fā)，在夾套內(nèi)表面也會結(jié)晶析出形成水垢，所以夾套運(yùn)行時(shí)應(yīng)合理排污。排污量控制：水夾套排污率的計(jì)算公式為：P=A給/(A爐-A給)；式中P為排污率，取5-10%；A為給水堿度mg/l；A爐為水夾套中水的堿度mg/l合理安排排污時(shí)間：水夾套應(yīng)在停爐時(shí)或者避開強(qiáng)熱交換期（開車時(shí)的鼓風(fēng)段）排污，這樣可以避免因蒸汽壓力變化影響生產(chǎn)。
　　少量多次的原則：排污時(shí)把需排污的液量分幾次排出，遵循少量多次的原則。一次排污控制在液位下降到液位表低限時(shí)停止排污，待水位升到正常水位后，再進(jìn)行排污。如此連續(xù)幾次進(jìn)行，將夾套內(nèi)爐垢大量排出，保證夾套安全運(yùn)行。
　　二：鼓包的發(fā)生及防治:
　　1、水垢嚴(yán)重導(dǎo)致鼓包：當(dāng)水夾套內(nèi)壁結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)，會使煤氣發(fā)生爐受熱面金屬壁溫升高，金屬強(qiáng)度下降，超過金屬承受能力后，發(fā)生蠕動變形，在外壓作用下形成鼓包論文。
　　2、水夾套供水不足導(dǎo)致鼓包
　　在煤氣發(fā)生爐的使用中，汽包和水夾套之間的連接管必須保持通暢，而且要保證汽包內(nèi)維持一定的水位。在實(shí)際操作中，如果有以下幾種情況發(fā)生都將導(dǎo)致水夾套缺水。（1）：水處理不合格，進(jìn)水管與出水管的內(nèi)表面結(jié)垢，管內(nèi)變窄，水流流通截面面積減小，導(dǎo)致水夾套缺水。（2）、煤氣發(fā)生爐的水循環(huán)管路中加裝閥門，使用中沒有把閥門全部開啟，也會使水循環(huán)管道的流通截面積變小，造成水夾套缺水。（3）、水壓不足。為了保持進(jìn)水通暢，必須保持足夠的水壓。一般由軟水泵給壓1Mpa以上。如果壓力不足，例如發(fā)生搶水現(xiàn)象，則導(dǎo)致汽包內(nèi)蒸汽壓力把汽包液位內(nèi)水倒壓出去，致使液位計(jì)顯示液位下降，時(shí)間長將導(dǎo)致汽包缺水。（4）、司爐人員責(zé)任心低，不能及時(shí)向汽包中補(bǔ)水，確保汽包水位，也將造成夾套內(nèi)缺水。（5）、操作失誤。如操作人員在定期排污時(shí)將排污閥開得過大，大量排污，甚至發(fā)生排污時(shí)長時(shí)間見不到液位，就會造成夾套內(nèi)進(jìn)水量比排污量小，水夾套內(nèi)和汽包的水位急劇下降。當(dāng)水夾套缺水后，夾套上部就會形成一個(gè)蒸汽區(qū)，使內(nèi)壁的傳熱效果減弱，同時(shí)使蒸汽區(qū)的金屬壁溫升高，導(dǎo)致鼓包。如果嚴(yán)重缺水，則還可能引起設(shè)備的損壞或爆炸事故。
　　3、布煤不均勻產(chǎn)生鼓包
　　煤氣發(fā)生爐運(yùn)行中由分煤擋板和粉煤器負(fù)責(zé)均勻平整地布煤,再配合司爐人員進(jìn)行定時(shí)扎釬和打釬，從而確保爐內(nèi)煤層和渣層的均勻。在實(shí)際操作時(shí)，若分煤擋板和粉煤器位置調(diào)節(jié)不當(dāng)會導(dǎo)致布煤不均勻，某些部位燃燒層較高，這樣同一軸線上高溫區(qū)會較長，對應(yīng)該區(qū)水夾套處產(chǎn)生的上升蒸汽相對較多，在該部位的中上部形成汽水混合區(qū)。由于蒸汽的傳熱較差，材料的強(qiáng)度下降，造成鼓包。因此，實(shí)際使用過程中應(yīng)把布煤器位置調(diào)整恰當(dāng)，保證布煤均勻。司爐人員應(yīng)當(dāng)定
　　時(shí)扎釬和打釬，確保燃燒層和灰層得均勻。
　　三：腐蝕的發(fā)生和防治
　　1、化學(xué)腐蝕
　　在水夾套中常見的化學(xué)腐蝕是氧腐蝕。垢下腐蝕、汽水腐蝕、晶間腐蝕等，其中以氧腐蝕為多見，由于化學(xué)腐蝕，金屬壁厚度逐漸減薄，強(qiáng)度降低，消弱了爐體的承壓能力，縮短正常使用壽命。
　　2、電化學(xué)腐蝕論文
　　水夾套給水系統(tǒng)中發(fā)生的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕，主要是由氧氣、二氧化碳引起的，尤其溶解氧，在高溫、高壓和電解質(zhì)的存在的條件下，腐蝕速度快，后果嚴(yán)重。其反應(yīng)式為：
　　Fe-2e→Fe2+
　　Fe2++2OH→Fe(OH)2
　　4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3
　　Fe(OH)2+2Fe(OH)3→_______Fe3O4+4H2O
　　溶解氧引起的電化學(xué)腐蝕會使金屬表面形成直徑不等的鼓泡，這些鼓泡直徑一般為一到三十毫米，呈點(diǎn)狀或塊狀，成分是Fe2O3.nH2O。鼓泡顏色由黃褐色到磚紅色不等，內(nèi)成分是Fe3O4，呈黑色粉末狀，在緊靠鋼鐵表面還可以看到一層黑色的氧化亞鐵。清除這些腐蝕產(chǎn)物后會出現(xiàn)凹坑，引起潰瘍腐蝕。在煤氣發(fā)生爐停用期間還可能產(chǎn)生氧濃度差腐蝕，由于局部腐蝕，造成的危害更大。
　　3、給水除氧
　　為了防止水中的氧氣等氣體造成的腐蝕情況，必須采取除氧措施。給水除氧的方法有熱力除氧。從氣體溶解度定律可知，氣體在水中的溶解度與該氣體在氣水界面上的分壓力成正比，與水溫成反比。在敞開的設(shè)備中將水加熱，水溫升高，氣水界面上的水蒸氣分壓力增大，其他氣體的分壓力降低，當(dāng)水達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，水界面上的水蒸氣分壓力和外界壓力相等，氣體氣體的分壓力趨向于零，水中溶解氣體的含量也趨于零。熱力除氧即利用此原理進(jìn)行工作，具體操作中將水加熱到104°C即可達(dá)到除氧的目的。除了以上原因外，停爐保養(yǎng)不當(dāng)也會引發(fā)腐蝕。在煤氣發(fā)生爐體下部裙板和灰盤之間設(shè)計(jì)有水封。操作時(shí)因工藝需要向爐內(nèi)噴淋冷卻水或蒸汽。停爐時(shí)，若不及時(shí)清除爐內(nèi)的煤渣及水分，煤中的硫燃燒生成的SO2、SO3與煤渣中的水分反應(yīng)生成H2SO4和H2SO3，二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸。這些腐蝕介質(zhì)以及煤渣中其他腐蝕介質(zhì)與內(nèi)壁接觸，將發(fā)生化學(xué)腐蝕和電
　　化學(xué)腐蝕，在局部區(qū)域出現(xiàn)斑點(diǎn)，凹坑、穿孔等，這些腐蝕往往很嚴(yán)重，導(dǎo)致水夾套需要補(bǔ)焊或提前更換。因此，在停爐時(shí)應(yīng)及時(shí)把爐內(nèi)煤渣清除干凈，停爐時(shí)間較長還應(yīng)保持爐內(nèi)干燥論文。
　　四：磨損發(fā)生及防治：
　　煤氣發(fā)生爐使用中操作不當(dāng)，造成爐內(nèi)結(jié)焦嚴(yán)重，大塊的爐渣不容易通過灰盤排出，容易對煤氣發(fā)生爐內(nèi)筒的下部造成磨損。所以應(yīng)制定操作規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行。針對煤氣發(fā)生爐的工作原理以及發(fā)生鼓包變形及腐蝕的主要原因，我們可以從以下幾個(gè)方面對煤氣發(fā)生爐的安全性進(jìn)行改進(jìn)：
　　1、在煤氣發(fā)生爐上方的汽包中裝設(shè)自動進(jìn)水裝置，在少水的情況下，進(jìn)水閥自動打開，保證夾套能夠正常工作，這樣提高煤氣發(fā)生爐的安全性，減少了由于缺水產(chǎn)生鼓包等缺陷。
　　2、加強(qiáng)操作人員安全培訓(xùn)和教育，提高相關(guān)人員的安全意識，制定事故應(yīng)急預(yù)案，在發(fā)生夾套缺水爐體過熱的情況下，操作工能采取正確的操作，而不是緊急加水，從而杜絕事故發(fā)生。
　　3、在日常生產(chǎn)中參照鍋爐水質(zhì)管理辦法，采用水處理設(shè)施或在汽包中加入純堿、磷酸三鈉或其他除垢劑等，從而達(dá)到減少水垢，保護(hù)鋼板，減少產(chǎn)生鼓包變形及降低腐蝕速度的目的。
　　參考文獻(xiàn)：
　　1、《煤氣發(fā)生爐基礎(chǔ)知識及其操作》
　　2、《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》(GB6222-2005)
　　3、《固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》（TSGR0004－2008）