摘要：隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，小型和常壓熱水鍋爐的使用越來越廣泛，僅我市就不下于300臺。其主要特點是使用單位受鍋爐廠家和商家的小于0.1Mpa和常壓熱水鍋爐不在監(jiān)管范圍內(nèi)，無壓、無爆炸危險等誤導(dǎo)宣傳。加之使用單位的負(fù)責(zé)人和管理人員缺乏對鍋爐安全性能的了解和掌握不足，釀成一些事故，其事故率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過承壓鍋爐。

　　關(guān)鍵詞：小型鍋爐,運行,安全,對策

　　小型鍋爐是指設(shè)計壓力不超過0.1Mpa的熱水鍋爐和自來水加壓的熱水鍋爐;小型蒸氣鍋爐是指水容量不超過30L的蒸氣鍋爐，即不在監(jiān)管、檢驗范圍內(nèi)。

　　常壓熱水鍋爐是指鍋爐本體開孔或者連通管與大氣相通，在任何情況下，鍋爐本體頂部表壓為零的鍋爐。

　　一、主要問題：

　　1、高位水箱管和回水管路，保溫不合格或破損，間斷較易較長受凍。鍋爐運行時，鍋內(nèi)水越來越少，最后突然汽化爆炸。

　　2、水垢是鍋爐的大敵。

　　絕大多數(shù)使用單位沒有軟化水設(shè)備，鍋爐制造時，不開手孔，無法清除鍋內(nèi)的垢渣、淤積物等。

　　鍋爐制造的筒體、內(nèi)膽的板厚不超過6mm，有的甚至不足3mm。其筒體強度無法保障開設(shè)手孔，致使運行時結(jié)成的水垢、水渣無法清除。即使加藥煮爐、洗爐，其積存在鍋內(nèi)的糊狀物、油污、垢渣、沉砂等是無法通過排污能夠解決的問題。在這樣的情況下，鍋爐繼續(xù)投入使用，鍋內(nèi)新結(jié)生的水垢和老垢重新結(jié)合，附著在內(nèi)壁上，循環(huán)水無法冷卻鍋爐筒體內(nèi)膽，并產(chǎn)生過燒、變形，甚至爆炸。

　　3、使用單位負(fù)責(zé)人不重視鍋爐運行管理，是導(dǎo)致鍋爐事故發(fā)生的主要原因。

　　鍋爐在運行過程中出現(xiàn)的一些問題，不及時解決，不愿意投入花錢，總以為無壓沒有什么大的問題，出現(xiàn)問題之后，找一些馬路邊上的一般焊工進(jìn)行維修，這些人往往不了解鍋爐力學(xué)性能，隨意挖補，且又不是規(guī)則的幾何圖形，修后出現(xiàn)事故的幾率非常高。

　　4、常壓鍋爐按承壓熱水鍋爐系統(tǒng)安裝問題。

　　一些單位和人員技術(shù)素質(zhì)低，不了解常壓鍋爐的供暖系統(tǒng)，不設(shè)或封死大氣連通管，循環(huán)水泵采用頂水方式，按承壓熱水鍋爐系統(tǒng)安裝。由于結(jié)構(gòu)、材料、強度、焊接質(zhì)量等都不符合《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，僅我市就發(fā)生過幾起爆炸事故，未造成人員傷亡。

　　5、鍋爐、高位水箱“溢水”及管路出現(xiàn)負(fù)壓問題。

　　供暖系統(tǒng)各處在運行時沒有處于正壓狀態(tài)，阻力調(diào)節(jié)閥設(shè)置阻力不當(dāng)，時常出現(xiàn)鍋爐溢水，回路上部管路出現(xiàn)負(fù)壓或高位水箱溢水，就造成了鍋爐缺水的現(xiàn)象。

　　6、系統(tǒng)水擊問題。

　　當(dāng)系統(tǒng)停運切斷下行管路與鍋爐的連系時，啟閉閥關(guān)閉速度過快，產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，有的導(dǎo)致分水器和散熱器破裂。

　　7、循環(huán)水泵入口汽化、耐溫問題。

　　鍋爐水位(鍋爐水箱)沿流程至循環(huán)水泵的阻力損失較大，鍋爐水箱水位至循環(huán)水泵入口的高度差小，壓頭小，循環(huán)水泵入口汽化，不能正常循環(huán)。

　　常壓熱水鍋爐供暖系統(tǒng)進(jìn)入循環(huán)泵是較高溫度的鍋爐出水，當(dāng)出水溫度接近于額定值時，一般清水泵不能耐久運行。

　　8、循環(huán)能耗問題。

　　為保證系統(tǒng)上部在運行時處于正壓狀態(tài)，下行管路須增加阻力，使循環(huán)能耗有所增加。常壓鍋爐循環(huán)水泵揚程與高度有關(guān)，尤其是高層建筑，超過三層樓，每增一層耗電約增7%左右，能耗高于有壓鍋爐。

　　二、鍋爐水垢形成的主要原因及危害

　　1、水垢形成的主要原因：

　　①鍋爐給水的雜質(zhì)進(jìn)入鍋爐后，經(jīng)過不斷的蒸發(fā)和濃縮，使鍋爐給水中鹽類的濃度不斷地增大，達(dá)到飽和或過飽和程度，就會在鍋爐金屬表面析出的沉淀物。

　　②隨著鍋爐內(nèi)水溫的升高，某些鹽類的溶解度與溫度成反比，這些鹽類在溫度升高時，溶解度急劇下降并形成結(jié)垢。

　　③不同的鹽類相互作用或受熱分解，生成難以溶解的化合物。

　　2、水垢的危害

　　①浪費燃料，降低鍋爐熱效率;

　　②影響鍋爐安全運行;

　　③導(dǎo)致垢下金屬腐蝕

　　④降低鍋爐出力

　　⑤縮短鍋爐使用壽命。

　　三、常壓鍋爐通常采用的供暖系統(tǒng)

　　在提出相應(yīng)對策之前，首先要了解常壓熱水鍋爐的供暖系統(tǒng)。目前，通常采用的是單點定壓和雙點定壓的系統(tǒng)。

　　圖1為單點定壓系統(tǒng)的示意圖，并附有靜壓頭線，只適用于散熱器中的水流是下進(jìn)上出方式的。

　　為使回路上部在正壓條件下工作，必須使DO段的水頭損失RD_O大于回路最高點D至鍋爐水位▽的高度差h，即

　　RD_O>h (1)

　　滿足此條件時，由于D`已高于D，則D處在正壓下工作，其它各處自然都處于正壓。DO段的原有水頭損失一般不可能這樣大，則必須設(shè)置阻力調(diào)節(jié)閥，以增加水頭損失來滿足(1)式的要求。于是得

　　ROD_O+ RJ >h

　　式中：ROD_ o—DO段不包含阻力調(diào)節(jié)閥的水頭損失。

　　RJ——阻力調(diào)節(jié)閥的水頭損失。

　　則有RJ >h—ROD_O (2)

　　一般情況下，ROD_O不大，則阻力調(diào)節(jié)閥的設(shè)定水頭損失RJ 約等于回路高度。

　　1—常壓熱水鍋爐;2、阻力調(diào)節(jié)閥;3、啟閉閥;4、集氣罐;5、散熱器;6、流量調(diào)節(jié)閥;7、逆止閥;8、循環(huán)泵。

　　循環(huán)泵的楊程H用于克服全回路的水頭損失∑R，即

　　H=∑R=∑RO+ RJ

　　式中：∑RO—不含阻力調(diào)節(jié)閥時的原回路水頭損失。

　　圖2為雙點壓力系統(tǒng)示意圖，適用于散熱器的水流方向為上進(jìn)下出方式，由于散熱條件優(yōu)越，不僅運行時，而且保證停運時也不進(jìn)入空氣，故得到廣發(fā)采用。雙點定壓與單點定壓系統(tǒng)的主要區(qū)別，是在系統(tǒng)最高處設(shè)置高位水箱。系統(tǒng)運行時，鍋爐水位與高位水箱水位基本不變，故使系統(tǒng)形成兩個變壓點O1與O2。

　　1—常壓熱水鍋爐;2、阻力調(diào)節(jié)閥;3、啟閉閥;4、集氣罐;5、散熱器;6、流量調(diào)節(jié)閥;7、逆止閥;8、循環(huán)泵。

　　目前，許多系統(tǒng)的定壓點O2改設(shè)在散熱器之下，主要是為了防止循環(huán)泵啟動時高位水箱中的水位可能波動太大。

　　有圖可見靜壓水頭線中O2O1。為定壓點O2沿流程至O1的水頭損失RO2_O1，它恰等于兩個水位之間的水靜高度h，即RO2_O1=h (3)

　　O2至O1的水頭損失不可能這樣大，故必須設(shè)置阻力調(diào)節(jié)閥以增加水頭損失來滿足(3)式要求，于是得

　　ROO2_O1+RJ=h

　　式中：ROO2_O1——O2O1段不包含阻力調(diào)節(jié)閥

　　的水頭損失。

　　RJ ——阻力調(diào)節(jié)閥的水頭損失。

　　則有RJ =h—ROO2_O1 (4)

　　由此可見，雙點定壓系統(tǒng)中，在h及O2O1段原有水頭損失ROO2_O1已定情況下，阻力調(diào)節(jié)閥所設(shè)定的水頭損失是一個定值。

　　循環(huán)泵的揚程H用于克服全回路的水頭損失∑R，即

　　H= ∑R =∑R o+ RJ

　　式中：∑R——不包含阻力調(diào)節(jié)閥時的原回路水頭損失。

　　四、分析與對策

　　1、加強管理，提高認(rèn)識。

　　管理者必須認(rèn)識到如果違背鍋爐安全運行性能方面的規(guī)律，必然產(chǎn)生可怕的后果。

　　2、鍋爐在設(shè)計和制造時，應(yīng)考慮開設(shè)清除垢渣手孔和檢查孔，其手孔應(yīng)從內(nèi)側(cè)進(jìn)行封閉，手孔直徑一般不大于φ100mm。開孔應(yīng)做補強處理，一般為200mm的孔徑加強圈，這樣才能保證筒體的強度和安全，保證薄板不能開孔的缺陷。

　　4、經(jīng)常煮爐、洗爐、清垢。取暖鍋爐一般每年進(jìn)行一次，常年使用的鍋爐一般每年進(jìn)行二次。

　　4、常壓鍋爐按承壓熱水鍋爐系統(tǒng)安裝，使鍋爐本體受壓是絕對不允許的。對已經(jīng)安裝的鍋爐，應(yīng)重新改回常壓鍋爐的供暖系統(tǒng)，并要嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)檢，合格后方可投入運行。

　　5、鍋爐、高位水箱“溢水”及管路出現(xiàn)負(fù)壓問題，主要是阻力調(diào)節(jié)閥設(shè)置的阻力不當(dāng)造成的。如果阻力調(diào)節(jié)閥設(shè)置阻力過小(閥的開度過大)，回水量大予循環(huán)水泵的供水量，鍋爐水位上升，直到溢水，高位水箱可能無水，甚至系統(tǒng)上部出現(xiàn)負(fù)壓。如果阻力調(diào)節(jié)閥設(shè)置的阻力過大(閥的開度過小)，則造成循環(huán)流量減少，整個系統(tǒng)的壓力增加，水箱的水位上升，水箱向外冒水，而鍋爐水位下降，容易造成鍋爐的缺水事故。

　　1)要解決上述問題，首先要調(diào)整回水管路上的阻力調(diào)節(jié)閥，使回水系統(tǒng)阻力處于平衡狀態(tài)，使循環(huán)水泵送出水量與系統(tǒng)回水量相等”

　　2)阻力調(diào)節(jié)閥調(diào)好后開度就不要再動了。對于人工手動控制的回水閥門，可在阻力調(diào)節(jié)閥后加一個快開式閥門，根據(jù)循環(huán)水泵的啟、停及時開、閉快開閥，防止停泵溢水。壓力式聯(lián)鎖裝置和電磁閥控制系統(tǒng)，都做到同時啟停，也可以解決溢水問題。

　　6、解決系統(tǒng)水擊問題

　　1)對于采用人工手動控制回水閥門、壓力式聯(lián)鎖裝置和電磁控制系統(tǒng)的，應(yīng)在循環(huán)水泵出口管與系統(tǒng)回水閥入口管路之間連接一個帶止回閥的旁通管，且管徑不小于回水總管。

　　2)也可采用浮子機構(gòu)、浮子液壓閥、隔斷水箱、倒U型管控制閥解決水擊問題。

　　7、循環(huán)水泵入口汽化及耐溫問題

　　1)循環(huán)水泵的安裝高度要經(jīng)計算確定，一般入口中心線與鍋爐最低水位線之間的距離不宜小于2m。

　　2)采用增加管徑，減少彎頭，縮短管子長度等方法，減少水泵入口管段的沿程和局部阻力損失。

　　3)運行中也可適當(dāng)限制水泵的轉(zhuǎn)速和流程。

　　4)降低汽化壓力。在滿足供暖要求下，適當(dāng)降低供水溫度。

　　5)采用耐溫超過95℃的熱水泵。

　　8、循環(huán)能耗問題

　　承壓熱水鍋爐，水泵克服的是系統(tǒng)的全部阻力，而常壓熱水鍋爐，水泵克服的是半程阻力和靜高度。

　　1)當(dāng)層高≤3層時，完全可以采用常壓鍋爐的熱水循環(huán)系統(tǒng)。

　　2)當(dāng)層高>3層時，或采用高層建筑時，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟技術(shù)論證決定是否選用常壓鍋爐供暖系統(tǒng)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1.遼寧省常壓鍋爐安全管理規(guī)定.1996年11月25日

　　2.陸道智等，常壓熱水鍋爐，大連理工大學(xué)出版社，1995年8月

　　3.李之光等.常壓熱水鍋爐及其供暖系統(tǒng).機械工業(yè)出版社，1996年11月

　　4、《水處理監(jiān)察規(guī)程》