干熄焦余热锅炉爆管事故分析及预防.docx

该【干熄焦余热锅炉爆管事故分析及预防 】是由【碎碎念的折木】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【干熄焦余热锅炉爆管事故分析及预防 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。余热锅炉炉管爆漏分析及其预防
朱长军
〔首钢京唐钢铁联合〕
摘 要 本文主要论述了干熄焦锅炉各部炉管爆漏的推断和缘由分析，结合首钢干熄焦锅炉实际状况提出了预防方法。
关键词 干熄焦 炉管 爆漏
余热锅炉是干熄焦工艺实现热能转换的核心设备，在影响锅炉安全运行因素中，炉管 爆漏事故是检修时间较长的恶性事故，对焦化和后续生产会造成较大影响。因此，稳定干熄焦生产削减锅炉炉管爆漏次数，降低锅炉被迫停运时间，是提高锅炉运行牢靠性和经济性的关键因素。本文综合分析了余热锅炉炉管爆漏事故的缘由，并提出了防止炉管爆漏事故措施。
一、干熄焦余热锅炉特点
首钢京唐西山焦化部干熄焦工程承受的锅炉是室外自然循环型单汽包余热锅炉，设计参数为：蒸汽压力 MPa、温度 540℃、流量 134T/H，锅炉入口温度 980℃，属电站高压锅炉。环境特点是：循环气体内含有大量的焦粉颗粒，同时循环气体内的化学物质易与管壁形成露点腐蚀，在腐蚀、结垢、磨损的作用下造成管壁变薄，力学性能下降，最终导致泄漏频发。干熄焦流程及主要参数如图一所示。
二、锅炉炉管爆漏现象
１
锅炉炉管爆漏后会产生高频啸叫声，但由于现场比较嘈杂难于区分，可用听针进展分 辨〔也可以在锅炉本体安装检测仪表〕。在泄露发生一段时间后可由预存段压力调整阀放散点〔将军帽处〕看到白色蒸汽冒出，当爆漏扩大后可由锅炉本体外壳和循环风机泄水点排
出水来，循环气体系统的H 含量上升，以及因粉尘灰变潮湿堵塞排灰口因而无法正常排灰
2
等一系列直观现象。1、副省煤器管爆漏
副省煤器出口气体温度较正常工况有所下降，循环风机泄水有水排出，将军帽处有少量蒸汽。严峻时进入除氧器的给水削减，除氧器水位调整阀开度渐渐增加。
2、省煤器管
锅炉出口循环气体温度较正常工况有所下降，锅炉下部出口泄灰阀处有潮湿或有水滴出，将军帽处有少量蒸汽。严峻时进入锅炉汽包的给水明显削减，水位连续下降。
3、蒸发区管
蒸发区管件发生爆管时，有沉闷振动声，将军帽处有大量蒸汽冒出，锅炉内气体阻力上升，循环气体系统的H 含量上升，循环风机底部泄水有蒸汽排出，当爆漏扩大后可由锅
2
炉本体外壳和循环风机泄水点排出水来。4、过热器管
炉膛内发出动听的尖啸声伴随着蒸汽的喷射声，将军帽处有大量蒸汽冒出，循环气体
系统的H 含量上升。
2
5、水冷壁管
外护板处有大量或连续热气或水流涌出。将军帽处有大量蒸汽，严峻时汽包水位快速下降，且无法维持。
三、锅炉炉管爆漏缘由分析
引起锅炉爆漏的缘由较多，其中磨损、腐蚀、过热、焊接质量差是导致炉管爆漏的主要缘由。
1、磨损
干熄焦锅炉受热面粉尘磨损和机械磨损，是影响锅炉长期安全运行的主要缘由。粉尘 磨损的机理是携带有灰粒的高速气体〔〕通过受 热面时，粒子对受热面的每次撞击都会肃离掉极微量的金属，从而渐渐使受热面管壁变薄、循环气体携带的粉尘越多，撞击的次数就越多，其结果都将加速受热面的磨损。长时间受 磨损而变薄的管壁，由于强度降低造成管子泄漏。由于干熄焦锅炉二次过热器部位冲刷过 于严峻因此悬吊管都装有护板，一旦开焊松脱将会造成管壁磨损，这也是年修需要检查的 重点部位。
造成严峻粉尘磨损的缘由主要有进口含尘量超标、构造因素、设计/安装与检修的缺乏。1DC不准时排灰可造成进入锅炉的粉尘含量超标〔设计≤6g/m3,如1DC不准时排灰含量可达 到12 g/m3〕。正压区的副省煤器、锅炉炉管的弯头及管卡四周的边排管和穿墙管部位是粉尘磨损较为严峻的部位。
除粉尘磨损外当悬吊管等炉管本身固定不当在大循环风量吹动下发生震颤或共振时的
２
相互磨损也会造成炉管爆漏。电镀层〔防磨镀层〕的损坏也会加剧炉管磨损问题。图二是发生在一期水冷壁泄水管的泄
露现场照片，从外观看很明显看出是管外壁变薄的粉尘磨损，分析缘由是内凹槽造成的气流涡流造成磨损。在安装、运行和检修过程中，假设受热而管子未固定牢或管卡受热变形，管排就会发生振动并与管卡发生碰撞磨损，造成机械磨损而漏泄， 以及固定点设计不合理也会造成炉管膨胀受限而引发泄露。
2、腐蚀 图二水冷壁泄水磨损泄露点
锅炉炉管受热面的腐蚀主要是管外的腐蚀和水品质不合格引起的管内化学腐蚀。当腐 蚀严峻时，会导致发生腐蚀爆管事故。类别主要有结渣腐蚀、露点腐蚀、氧腐蚀、酸/碱腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲乏、高温下氧化“剥皮”、点蚀、沉积物下腐蚀、高温硫腐蚀等。 水冷壁等炉管上假设产生结渣，在四周处于肯定温度和复原性气体条件下，会产生较
为严峻的水冷壁管外腐蚀。
副省煤器和省煤器会因给水温度偏低的现象使管外惰性气体行程结露，进而发生所谓
露点腐蚀，由于惰性循环气体中含有约20ppm的SO 、%的H O及CO和CO 如给水温度掌握超
标就会造成管外壁腐蚀严峻。
2 2 2
锅炉受热面在停用时与不合格水或湿空气接触，受空气中O 、CO 和SO 的影响会产生管
2 2 2
内化学腐蚀。在给水含氧超标时〔国标规定给水溶解氧含量≤15PPm〕使省煤器内壁产生点
状氧腐蚀。氧腐蚀是副省煤器和省煤器最常见的腐蚀方式。
通常锅炉受热面内外表有一层几微米厚的磁性氧化膜〔Fe O 〕，这层薄膜可以阻挡水
3 4
与膜下的金属接触，使反响停顿。假设运行中磁性氧化膜保持完好，或者局部损坏后能自
行恢复，就不受腐蚀。当保护性氧化膜与水、空气接触时，Fe O 转为Fe O ，失去保护作用
3 4 2 3
，这一反响在运行中和停用中都会发生。～11时腐蚀不大，当pH值小于5或大
于13时，保护性氧化膜是可溶的。一般运行状况下，～11，然而，在锅炉沉积物下，锅水可能浓缩，在破坏保护膜以后，腐蚀也就不再被抑制。当锅水中有游离 的NaOH时，在多孔性的沉积物下造成不规章的损坏，当管壁减薄到肯定程度后穿孔，但管 子韧性和金相构造都无转变，也无鼓包，即所谓垢下腐蚀。
由于其它腐蚀与其它电站锅炉差异不大，可以参考同类型燃油燃汽锅炉，这里不再赘述。
图三 沟槽〔鼠噬〕状高温腐蚀后二次过热器炉管
3、过热
过热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件，受热面过热后，管材金
３
属温度超过允许使用的极限温度，发生内部组织变化，降低了许用应力，管子在内压力下产生塑性变形，使用寿命明显削减，最终导致超温爆漏。
除过热器外其它受热面选材裕度不够或错用材料、蒸汽质量流速偏低和受热面构造不合理等因素，都会造成受热面超温或存在较大的热偏差及局部超温。
在制造、安装和检修中，假设消灭管内异物堵塞而造成工质流淌不畅、断路、短路等状况，会导致受热面的超温。运行中假设消灭锅炉入口温度超高或负荷过大、减温水投停不当、管内结垢等状况，也会造成受热面过热。
当给水品质不良时，炉水中的Fe、Cu、Ca、Mg、SiO2等杂质在蒸发受热面内被浓缩，并从锅水中游离出来附着在管内外表，形成水垢，水垢的传热系数只有钢管的 1／200，影响
传热，并使壁温上升，导致管壁过热鼓包或裂开。
蒸发量〔给水量〕偏离设计值过多，人为造成“届时工况”过热面积过大，过热蒸汽温度超出既定设计值，管材壁温使强度值接近或超过材质屈服限，也会导致炉管爆管。
受热面选材裕度不够或错用材料、受热面构造不合理等因素，都会造成受热面超温或存在较大的热偏差及局部超温。
4．焊接质量
锅炉本体就是由焊接组装起来的，每个受热面的每一根管子都有多个焊口，一台锅炉整个受热面焊口数量上万个。焊接缺陷主要有裂纹、未焊透、未熔合、咬边、夹渣、气孔 等，这些缺陷存在于受热面金属基体中，使基体被割裂，产生应力集中现象。而受热面又 是承受高温高压的设备，在介质压力作用下焊接缺陷处的高应力渐渐使炉管开裂，最终贯 穿受热面管壁导致爆漏事故。2025年底至2025年4月首钢焦化厂二期锅炉省煤器三次发生泄漏的直接缘由就是焊接缺陷造成的。因此，焊接质量的好坏对锅炉安全经济运行有着重大 的影响。焊接缺陷的产生缘由很多，它与构造应力、坡口
形式、母材、焊接材料、焊接参数、热处理工艺和焊工技术水公平有关。
另外，给水压力周期变化，会造成省煤器管内水冲击，也会对省煤器使用寿命造成影响。炉
管本身的质量问题也是一个影响因素，图三所示的是 2025 年干熄焦二期过热器管打压觉察的砂眼，经过鉴定最终确认缘由为管材本身质量存在
问题，经过一段时间的受压运行隐患暴露了出来。 图四 过热器管爆漏砂眼
四、防止锅炉炉管爆漏措施
为削减和防止锅炉炉管爆漏，应坚持设备的全过程治理，在运行和检修过程中，要从治理和技术两方面抓好以下几项工作。
加强制度治理
为了使锅炉炉管爆漏次数削减，应加强对锅炉压力容器安全监察、金属监视、化学监视治理方面的工作，把国标及行业标准制定的一系列导则、规程、制度和治理方法真正落实到设备治理的实处。
４
在锅炉大修和临修中，负责对受热面磨损、管外腐蚀、胀粗和撕裂等状况做定期、有打算的检查。锅炉结渣积灰时，应利用年修停工时准时进展吹灰和去除，防止受热面的结灰结渣。
化学监视体系应保证削减或减缓管子内部腐蚀、结垢造成的爆漏。严格贯彻执行电力部《电站锅炉水、汽监视规程》，着重保证进入锅炉的给水品质及锅炉运行中汽、水蒸汽品质合格；防止因凝汽器铜管腐蚀泄漏，在发生泄漏时应准时查漏、堵漏；炉管结垢量超标时，要准时进展锅炉酸洗；对停备用的锅炉设备实行适当的防腐保护等。
金属监视体系在材料、焊口检验等方面开展防磨防爆工作，保证检修过程中不发生错用钢材等问题，对产生胀粗、变形和有可能发生组织变化的管材做出鉴定和处理意见，对爆管管材进展金相检验，把握锅炉炉管金属长期运行中的性能规律，觉察和消退金属事故的隐患。热工监视体系应定期校验金属，监视相关的热工表计和保护装置，给运行人员供给牢靠的监测数据，同时对检修焊口做好无损探伤检验，把好焊接质量掌握关。
加强运行治理
加强运行人员的培训考核，做到持证上岗。
严格按运行规程的规定操作，认真执行有关安全规程和制度。
锅炉启动和停运过程中，应严格按启停曲线进展操作，掌握锅炉入口温度和主蒸汽温度在允许范围内，并严密监视准时调整，防止锅炉各参数大起大落或严峻超限，同时留意汽包、各联箱和水冷壁膨胀是否正常。
运行中应严密监视锅炉蒸汽参数、蒸发量及水位，防止超温超压、满水或缺水事故的发生，确保锅炉正常运行。
严禁运行中切除联锁保护。
监测 1DC 运行状况，避开因料位计或排灰阀故障造成1DC 灰仓满灰而除尘失效，造成进入锅炉的粉尘含量超标。
运行人员应认真监视工艺参数和巡查，准时觉察受热面的爆漏，并准时实行相关措施， 查明爆漏部位，对于可能危及人身安全或将造成其他设备、容器、管道严峻损坏的爆漏事 故，应实行紧急停炉。受热面爆漏发生后，为防止事故扩大，冲刷损坏其他管子造成处理 难度增大和留下隐患，在可能的状况下应尽量早停炉处理。
做好锅炉炉管爆漏事故分析工作，对锅炉炉管爆漏事故要照实反映爆漏前的运行工况及发生事故时的处置，以便吸取教训，实行相应的改进措施。
加强检修治理
检修要始终把质量放在第一位，应贯彻执行《发电厂检修规程》、《发电厂金属监视规程》、《锅炉压力容器监察规程》、《锅炉检验规程》等规程，并加强受热面检查、处理、更和改进，把防止锅炉承压部件爆破泄漏的各项措施落实到设计、制造、安装、检修和运行工作中，要把责任落实到人，并做好技术档案治理工作。
加强锅炉防磨防爆的检查工作，要在年修检验中全面查找设备存在的问题并准时处理， 在检验中应检查并处理膨胀和机械因素可能引起承压部件爆漏的缺陷。对副省煤器管、下 降管等管道、弯头联箱堵头要加强定期检查，觉察缺陷〔外表裂纹、冲刷减薄或材质问题〕， 应及进更换、对汽包和集中下降管焊口、联箱要定期检验，对主蒸汽管道、过热蒸汽管道， 要坚持对弯头、阀门以及管道焊缝和支吊架的定期检查，觉察特别要准时处理，对管壁厚 度缺乏的要安排尽快更换；对运行超过 20 万 h 的高压高温主蒸汽管道，在打算检修中要做
５
全面细致的检查〔如复膜金相测硬度，测厚度等〕，觉察问题准时处理，并要依据状况及早做好更换管道的预备工作；对中压蒸汽管道要定期进展石墨化检验，觉察问题，及早处理。
加强焊工治理及焊接工艺质量的检验评定。为削减焊缝泄漏事故，要加强焊工的培训和考核工作。加强金属监视，防止错用钢材及焊接材料；要特别留意合金钢、异种钢的焊接，留意焊接预备、焊接、热处理、焊后检验各个环节；坚持焊接责任制和焊接部位、管径与合格证合格工程全都的制度；乐观承受的焊接工艺和技术。
检修中常常会遇到质量与工期的冲突问题，有时为了赶进度，往往无视了焊接和检验等环节的质量掌握，造成机组启动后的频繁泄漏。应依据工作量、工作性质的状况，在开工前做好各项预备，避开在后期赶工时疲乏作战，在工期与质量发生冲突时，应以质量为重，这样才能保证锅炉设备长期牢靠运行。
从近 10 年的锅炉运行治理及发生的事故看，锅炉爆管的影响时间长、排查推断简单、处理难度大，我们应加强锅炉防爆管的预防和掌握治理，进一步完善预警机制和事故处理预案，以削减对生产影响。
作者简介：朱长军 首钢京唐西山焦化公司 干熄焦专业工程师
６