夏豹

摘 要：锅炉作为重要的能量转换设备，在我国的工业生产以及生活中得到了广泛的应用，为促进我国经济建设的发展做出了重要的贡献。锅炉系统中的构成组件较多，并且在运行的过程中会长期处于高温高压的状态下，由此会对各个组成部分造成一定的损害。为了提高锅炉运行的安全性，在锅炉设计阶段，就应该充分考虑锅炉在运行过程中可能会面临的各种安全故障，从而提出有效的应对措施，降低锅炉安全故障的发生，为提高锅炉运行的安全性与可靠性创造有利的条件。

关键词：锅炉；设计；安全故障；应对措施

前言

在锅炉运行过程中，各个受热面需要长期处于高温高压状态下，加之受到锅炉结构设计、运行参数、水质、燃煤品质等各方面因素的影响，就会出现腐蚀、缺水、磨损、爆管等现象，直接降低受热面的使用寿命，并威胁到锅炉运行的安全性。所以在锅炉时，应该充分考虑这些问题，提前做好应对措施。改善锅炉材料，通过运行参数的计算分析，保证锅炉中各个设备的强度和应力系数，最大程度的降低锅炉安全事故的发生，下面对锅炉设计中比较常见的几个安全故障进行简要分析。

1 锅炉设计中常见的安全故障

1.1 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。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。

1.2 锅炉水供给问题

锅炉水供给是保证锅炉能够正常运行的重要条件，也是锅炉进行能量转换的重要介质。在锅炉设计工作中，如果安全阀、压力表等部件的设计不合理，在锅炉运行过程中出现缺水现象而没有及时发现，就会导致爆炸事故的发生，造成严重的经济损失以及人员伤亡。锅炉水的品质控制也是设计中应该注意的问题，因为锅炉受热面的一侧需要长期与锅炉水接触，如果水质控制不严，杂质含量过高，就会导致锅炉受热面产生水垢，从而出现受热面温度不均，在超过一定的承受极限时就会爆炸，所以应该严格控制锅炉给水品质。

1.3 锅炉材料的选择

锅炉属于特种设备，所以在安全性方面有着非常严格的标准。锅炉在运行过程中部分设备会长期处于高温高压状态下，所以对材质的要求较高。锅炉设计时所使用的材质，应该根据每种设备所处的位置进行综合系数计算分析，在强度、韧性、压力系数以及屈服极限方面进行详细计算，同时还要做好各项防范措施，针对锅炉运行过程中可能会出现的安全事故，设计出最大承受极限值。在做好综合计算分析后，再对可以使用的材料进行选择。对待选材料的各项性能参数进行比对分析，最后选择最适宜的材料，以确保锅炉运行时能够最大程度的保证安全性。

2 锅炉设计中安全问题的应对措施

2.1 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。

2.2 锅炉水供给的应对措施

为了保证锅炉用水的正常供给，应该加强对压力表的设计，压力表是衡量锅炉水量的重要标准，所以在设计时应该考虑各种影响因素，提高压力表运行的可靠性。针对压力表所处位置的特殊性，应该在材质、稳定性和精准性方面有所把控，确保其能够及时反应出锅炉的用水状况。同时还应该安装缺水警报装置，当锅炉水量达到一定的底限时，发出警报并且采取相应的保护措施，可最大程度减少因为缺水而导致的高温爆炸。为了减少水垢的产生，应该严格控制水质，在设计时，规定锅炉供水中杂质含量的比例，降低锅炉受热面上的水垢，从而避免局部高温导致的爆管。

2.3 锅炉设计材质的选择

锅炉材质的选择非常关键，主要应该从材质的性能方面入手，下面主要从强度、安全系数以及许用应力方面做简单介绍。

强度这一词语应用在锅炉之中，所代表的便是构件、材料自身在使用过程中所呈现出来的荷载抗性。通常情况下，主要是形容其对于断裂这一因素所存在的抗力，但在个别情况下，如果说结构的塑性是变形过大，那么同样有可能对结构物的正常工作带来影响，甚至是破坏结构物的正常特性。所以，在这一过程中就需要进行一定程度上的塑性变形，绝大多数情况下，都是不允许构件自身在使用的过程中，其中的结构整体出现屈服的现象。关于安全系数与许用应力，只有拥有了材料强度所包含的具体标准值，才能够依据当前安全系数，计算出在强度设计之中，所应当实际使用到的许用应力。通常情况下，材料自身所拥有的安全系数以及强度标准值都是直接有相关部门的权威专家和单位来进行确认的，这其中所涉及到的数值测定，有着极为严格的科学性和法律性。这一数值可以说是锅炉在进行强度设计过程中的基础。

3 结束語

锅炉设计是锅炉整个生产周期中最为重要的环节，锅炉设计的质量直接关系到后期运行的安全性、可靠性和经济性，所以在锅炉设计阶段应该给予高度重视。由于锅炉在运行过程中，会受到各种因素的影响而发生安全事故，对工业生产以及人身安全产生一定的威胁，所以在锅炉设计时应该更加注重安全性。为了保证锅炉设计的安全性，应该对常见安全故障进行分析，然后提前做好各项应对措施，从水质控制、燃煤设计、运行参数设计、材质选择等各方面进行综合考量，最终选择最佳的设计方案，提高锅炉设计的安全系数，为促进我国经济建设的发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]蒋子阳，李贺.锅炉设计中的安全问题的讨论[J].科技创业家，2014，04.

[2]朱宝华，杜伟光，程丰渊.关于锅炉吊杆设计的安全度问题[J].工业锅炉，2014，08.

[3]温志华，王国琪，李兆生，等.锅炉燃用非设计煤种的安全技术措施[J].电力安全技术，2010，06.