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              臥式余熱鍋爐爆管事故的原因分析與處理

                 日期:2018-06-22     來源:水泥技術雜志    瀏覽:67    

                1事故描述與處理

                某水泥廠余熱發電項目,SP鍋爐采用兩臺臥式鍋爐,鍋爐性能參數見表1;采用強制循環系統,配置強制循環泵兩臺,性能參數見表2。自2009年3月運行至6月,兩臺鍋爐蒸發器管束在1組和2組之間發生爆管事故共6次,造成回轉窯和原料系統停機,嚴重影響了企業的正常生產。經檢查所有爆管均發生在管彎頭處,切割彎頭后發現,直管段存在嚴重腐蝕情況。通過對事故爆管樣件的檢測,分析結論如下:

                (1)爐水堿度高,存在游離NaOH。

                (2)加藥磷酸二氫鈉,應采取足夠的排污措施,然而蒸發器底部無排污裝置,爐水雜質及銹渣極易在底部彎頭部位產生沉積,爐水流動性下降,導致彎頭附近直管段發生水汽分層,NaOH在分層界面上濃縮引起堿腐蝕。

                (3)當強制循環泵發生故障時,爐水干燒,在干燒過程中NaOH濃縮引起堿腐蝕。

                (4)隨著堿腐蝕的愈發嚴重,管壁逐漸減薄,鋼管能承受的應力逐步降低,最終發生爆管事故。

                經分析判斷,此次爆管事故極有可能與強制循環泵故障及爐管質量有關,通過更換強制循環泵,目前,兩臺余熱鍋爐運行正常,爆管問題得到了有效解決。

                2原因分析

                (1)在SP余熱鍋爐中,蒸發器U型管是管束中最薄弱的部位。一方面,U型管在加工過程中經過彎曲、拉伸和擠壓,鋼管的金屬結構、晶相組織發生變化,應力產生集中和不穩定性,導致U型管處產生微小裂縫;另一方面,U型管底部無排污設置,當水渣沉積此處后極易形成疏松的污垢,造成腐蝕。

                (2)強制循環泵設計選型偏小。該項目熱水強制循環泵揚程35m,而泵至SP鍋爐汽包垂直高度35m,管道長度合計50m及9個彎頭,由于強制循環泵出力不足,爐水流量與壓力下降,U型管中形成汽塞,所以在運行一段時間后,該處形成鐵氧化物沉淀造成氧腐蝕。

                (3)調試問題。調試過程中斷期間,未對鍋爐采取有效的保護措施,如SP鍋爐打開閥門放水后,未采取烘干管束措施,大量空氣從打開的閥門進入熱力管束,長時間后必將對管束造成嚴重的腐蝕。綜上所述,由于余熱鍋爐U型管底部無排污設置、強制循環泵設計能力偏小及長期停備而未采取有效保護措施等原因,在余熱鍋爐最薄弱部位——蒸發器U型管處產生水渣沉積并快速形成氧化物加速腐蝕,最終導致管束“潰瘍穿孔”。

                3建議

                (1)強制循環泵作為臥式余熱鍋爐的核心設備,應注意如下方面:

                a系統設計過程中,應考慮管道布置及走向引起的阻力影響,確保強制循環泵選型能夠滿足使用要求。

                b強制循環泵進出管道支吊架設計應最大限度減少管道荷載直接作用泵體,計算校核管道熱脹應力,防止由此產生的泵腳水箱變形。

                c強制循環泵機封動、靜環材質應采用合金鋼材質,避免石墨、碳化硅材質出現碎裂情況。

                d強制循環泵在運行中出現漏水情況,必須立即停泵切換至備用泵,如果兩臺泵均漏水則應立即停爐進行對齊維修。

                (2)合理維護保養。

                a短期停窯、停爐故障應選擇濕保養,停爐不停泵,維持爐水循環。

                b長期停爐應選擇干保養,尤其需注意:由于臥式鍋爐蒸發器管束底部無排污,必須將爐水置換至與給水相同指標后再進行烘干處理,防止爐水蒸干后高堿度藥渣沉積于蒸發器管束底部,造成爐管的腐蝕。

               
              標簽: 余熱鍋爐
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