對一臺DZL型蒸汽鍋爐鼓包穿孔及水冷壁管鼓包事故分析

摘要：本文以一臺實際在用鍋爐鼓包穿孔燕水冷壁管鼓包亨故為倒，闡述了DZL型臥式快裝工業鍋爐鍋爐鼓包穿孔及水冷壁管鼓包的原目，并在此基礎上提出了修理方案及一些預防措施。

關鍵詞：鍋爐鼓包 檢驗 修理 原因

中圖分類號：TK22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)02(b)-0105-01

近年來，DZL型蒸汽鍋爐具有結構緊湊、易于操作、運輸方便、安裝快捷等優點，在我國中小型民營企業中得到廣泛使用，隨著經濟的快速發展，此類蒸汽鍋爐數目增加較多，但是各種事故常有發生。尤其是DZL型快裝蒸汽鍋爐鍋筒底部鼓包事故發生頻繁，危害較大。如何正確檢查分析鼓包情況，對查明事故發生原因、防止事故擴大、采取正確的處理方法、制訂合理的修理工藝以及制定預防措施有著一定的現實意義。

我市某環保磚廠安裝了一臺型號為DZL4-1.6-AII型臥式快裝鏈條爐排的蒸汽鍋爐。該鍋爐由長沙某鍋爐廠于2004年6月4日設計制造，于2005年6月購進，當年12月安裝完畢投入運行，鍋爐投入至今，共累計運行6年4個月。于2011年5月發生了鍋筒鼓包穿孔和水冷壁鼓包事故，被迫停爐，經檢驗人員檢驗發現：鍋筒鼓包穿孔在鍋筒前第二筒節與第三筒節焊縫熱影響區，鼓包大小為面積(長度×寬度)：360×900mm，鼓包高度為45mm。穿孔大小為面積(長度×寬度)：120×90mm，穿孔口徑為50mm，鄰近5根水冷壁管有局部過燒現象。后右側第四根水冷壁管有兩處鼓包，其中較大鼓包大小為面積(長度×寬度)：100×800mm，鼓包高度為30mm。對鍋爐鼓包穿孔部位經過掃鍋爐底部表面積灰后，對鼓包穿孔邊緣進行內外滲透探傷檢查，用10倍放大鏡觀察均未發現過燒和表面裂紋現象，測厚結果未見減薄。對水冷壁管經行壁厚測量，測量最小薄厚為2.8mm。

1原因分析

1.1DZL4-1.6-AIl鍋爐運行參數：(表1)

1.2原因分析

該鍋爐鼓包穿孔及水冷壁管鼓包的直接原因是由于鍋爐結垢嚴重造成。鍋筒底部積垢20mm以上，水冷壁內結垢3mm以上，部分水冷壁下部已經堵塞。總結其原因有以下幾點。

(1)該單位鍋爐使用的原水為自來水和蒸汽的冷凝水，水池是露天的，由于該廠灰塵很大，導致水池里面水質的不合格。經過對水池水質化驗，鈣鎂離子含量20mmol/L，堿度1mmol/L，pH值6.1，就水質而言嚴重不符合GBl571-2001有關承壓熱水鍋爐水質標準的規定。

(2)鍋爐補給水水質管理不到位，水處理設備已壞。該鍋爐使用的水處理為鈉離子交換器。通過調查得知，該單位沒有專職水處理化驗人員，水處理設備安裝后，再沒有對陽離子交換樹脂進行再生處理，導致鈉離子交換樹脂失效。

(3)鍋爐管理不到位。鍋爐自2004年6月投入使用至發，僅經行過2次停爐檢查，但在檢查過程中提出了鍋爐水垢嚴重超標，要求廠家經行除垢處理，但廠家并沒有重視，導致今年停爐檢查水垢厚約50mm。司爐工沒有經常對鍋爐進行排污。

(4)水池露天及周邊灰塵很大，導致水池泥沙很厚，又由于水處理設備已壞，就導致鍋爐水質嚴重不合格。這樣就容易導致水冷壁內水速過低而爐膛高溫區的輻射熱量很大時，管內循環水容易產生冷沸騰，而此時進入的給水的鈣，鎂離子，當鍋爐蒸發強度低，水循環性能差時、水冷壁中的片狀水垢脫落后有時會卡在管內，這樣新的水垢和脫落的水垢在此堆積越來越多，在高溫的輻射下，金屬材料不能及時冷卻，就產生了爆管和鼓包現象。

(5)該鍋爐長期未進行除垢處理，導致鍋爐水溝越積越厚，導熱性能下降。其熱阻是鍋爐用鋼的40-100左右，該鍋爐的材質為20g，這種材質工作溫度在450C以下是安全的，當超過該溫度時，金屬的強度會下降，隨著溫度的上升，當溫度高達700-900℃時，強度急劇下降，金屬已不具有原來的強度，此時即使工作壓力不超過額定工作壓力，金屬晶體會發生塑性流動直至變形，甚至穿孔。

2鼓包穿孔的修理

2.1挖補修理

鍋爐挖補修理應請有資質的單位進行，在鍋筒挖補前，修理單位應進行焊接工藝評定。焊接試件必須由修理單位焊接。

2.2技術要求

(1)補板要求材質、厚度和原板一致，并應符合GB713-1997鍋爐用鋼板，焊接材料與補材一致。

(2)補焊的縱向焊縫和原筒體相鄰節的縱向焊縫的距離必須錯開至少100mm，嚴禁與環縫形成十字焊縫。筒體挖補時，兩條縱向焊縫的間距至少為300mm。

(3)根據劃定范圍做好樣板，用樣板覆于挖補處正式劃線。

(4)挖割方法一般采用氣割，應注意割線平直光滑，并做好30度單面V型坡口。坡口面應用砂輪打磨光滑，注意與補板留有1-3mm間隙。

2.3修理及驗收

(1)先將補板對邊、照平，用點焊固牢。焊接過程中應注意焊縫焊接的先后次序、收縮變形。補板與筒身錯邊嚴格控制，使之符合規范。

(2)進行外觀與RT檢測合格。

(3)最后進行水壓試驗，試壓合格，由鍋爐壓力容器檢驗機構出具檢驗報告.結論為允許投入運行，報當地質監部門鍋爐壓力容器監察機構備案后，使用單位方能恢復運行。

(4)對水冷壁管經行了換管處理

3事故后的管理預防措施

以上分析總結，該鍋爐發生鼓包穿孔事故，導致該臺鍋爐鼓包根本原因，一是鍋爐給水水質不合格，二是水處理設備已失效，三是司爐工責任心不強，沒有定期排污。鍋爐維修好后，我院對使用單位進行了相關法律、法規和安全知識的講解，業主認識到問題的嚴重性，接受了我院的預防措施的建議：

(1)對露天水池進行封閉，對鈉離子水處理設備進行樹脂活化處理，以達到鍋爐給水符合《工業鍋爐水質》GB1576-2001的要求。

(2)對鍋爐水垢進行化學清洗，并清除里面的水垢。

(3)加強對鍋爐管理人員及鍋爐司爐人員的教育，提升其技術水平和工作責任心。

(4)要求使用單位配備專職的水質化驗員，或定期送水去我院進行化驗，以加強水質管理，做好水質化驗工作。