沸騰爐蒸發(fā)管組爆管原因分析及措施

趙敏（金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西 渭南 714101）

沸騰爐蒸發(fā)管組爆管原因分析及措施

趙敏（金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西 渭南 714101）

沸騰爐蒸發(fā)管組爆管需停爐處理，檢修難度大、時間長，頻繁爆管嚴重影響系統(tǒng)運行及鉬冶煉煙氣吸收。為杜絕蒸發(fā)管組爆管發(fā)生，分析原因并采取有效措施后，沸騰爐至今未發(fā)生一起蒸發(fā)管組爆管事故。

沸騰爐；蒸發(fā)管組爆管；分析；措施

金鉬股份硫酸廠硫酸二車間2010年7月建成投運，采用公司自有硫鐵礦沸騰焙燒產(chǎn)生SO2氣體與鉬冶煉煙氣配氣生產(chǎn)硫酸，年產(chǎn)設(shè)計產(chǎn)能20萬噸，副產(chǎn)品有鐵粉、蒸汽。2011年始，沸騰爐蒸發(fā)管組多次發(fā)生爆管事故，每次造成停車時間72小時以上，嚴重影響系統(tǒng)平穩(wěn)安全運行及對鉬冶煉煙氣吸收，損失極大。

1 蒸發(fā)管組爆管分析

2011年發(fā)生4次爆管，2012年上半年發(fā)生2次爆管，每次爆管均滅爐處理，對爐內(nèi)蒸發(fā)管組壁厚測量，風帽、爐底澆筑料、爐墻進行檢查，發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)管組爆管位置多集中在管束底部，爆口位置不定，該處沖刷嚴重，管壁明顯變薄；上部管束爆口僅一次，無明顯磨損；爐墻內(nèi)根部焊縫漏水2次。特別的現(xiàn)象是爆管蒸發(fā)管組全部集中在沸騰爐排渣口附近，即使更換新蒸發(fā)管束仍發(fā)生爆管，遠離排渣口的管組未發(fā)生一次爆管。為此，我們認為：蒸發(fā)管束爆管絕非爐內(nèi)顆粒高溫沖刷單種原因造成，還與沸騰爐操作、爐水品質(zhì)、鍋爐缺水應(yīng)急處理、管組本身及焊接質(zhì)量等有關(guān)。

1.1 沸騰層溫度控制較高

沸騰爐投運初期，各項操作、風料比均按標準執(zhí)行，底部溫度仍維持在900-930℃之間，比設(shè)計指標高50℃左右，長期超溫會加劇爐內(nèi)物料顆粒對管組底部的磨損。

1.2 爐水水質(zhì)不達標

爐水水質(zhì)不達標，造成蒸發(fā)管組內(nèi)部腐蝕或結(jié)垢，造成爆管。對爆管管組進行切割查看，無明顯結(jié)垢，排除水質(zhì)原因。

1.3 爐內(nèi)物料沖刷

蒸發(fā)管組下部管束長期處于沸騰層內(nèi)，氣體通過風帽進入爐內(nèi)吹動灰渣長期與管束底部沖刷，通過每次爆口位置觀察，蒸發(fā)管束下部磨損明顯，呈金屬光澤，尤其在風帽或爐底澆注料破損處尤為嚴重，也是爆管位置最集中的地方，上部磨損一般。由此，可推斷蒸發(fā)管組底部靠近風帽沖刷嚴重，同時爐底大顆粒物料較多，越靠近排渣口，底部大顆粒越多，沖刷越嚴重，也是靠近排渣口位置蒸發(fā)管束爆管集中的可能因素。可見高溫沖刷是爐內(nèi)蒸發(fā)管組管道底部爆管的主要原因。

1.4 余熱鍋爐缺水

余熱鍋爐在投運初期，因各種原因?qū)е聝纱握舭l(fā)管組缺水干燒，管組材質(zhì)為12Cr1MoVG，該材質(zhì)在500℃以上會發(fā)生蠕變，缺水情況下蒸發(fā)管組埋在在800℃以上的熱渣內(nèi)，造成管束受損。余熱鍋爐干鍋后，進水速度過快，也會導致應(yīng)力不均造成管組受損，嚴重時直接拉裂焊縫。所以，在日常操作時嚴禁余熱鍋爐缺水，防止對管束壽命造成重大影響。

1.5 管束本身及安裝方面

管束管壁為8mm，厚度較薄強度低，不適應(yīng)大型爐膛焙燒強度，且蒸發(fā)管組底部管束無任何防磨措施。

1.6 焊接質(zhì)量存在問題

兩次蒸發(fā)管束根部焊縫漏水，因焊縫處于爐墻內(nèi)部，不存在高溫沖刷問題。除蒸發(fā)管組缺水導致影響外，焊接質(zhì)量也是重要原因。

2 處理措施

沸騰爐按操作規(guī)定執(zhí)行外，對以下方面進行了改進。

2.1 聯(lián)系蒸發(fā)管束廠家，加高加寬蒸發(fā)管組換熱面積，沸騰爐沸騰層溫度控制在850-900℃，滿足設(shè)計要求。

2.2 每班對爐水品質(zhì)進行化驗，及時調(diào)整，保證水質(zhì)達標。

2.3 利用檢修期間對破損風帽及爐底澆注料進行修補，每天開啟一次低排閥門排出爐底大顆粒物料，以減少沖刷。

2.4 鍋爐給水泵采用一開兩備，并配有應(yīng)急供水柴油發(fā)電機防止蒸發(fā)管組缺水干燒，鍋爐缺水時嚴格按照鍋爐操作規(guī)程進行進水。

2.5 對蒸發(fā)管組進行改造：將原管組壁厚由8mm增加到10mm，蒸發(fā)管組從原有安裝高度離風帽10cm抬高到25cm處，并在蒸發(fā)管組管束周圍增加防磨條，采取上述措施提高抗磨性，減少沖刷磨損，并在大修期間進行更換。

2.6 采購蒸發(fā)管組時應(yīng)仔細檢查焊縫焊接質(zhì)量，存在缺陷應(yīng)及時予以處理，并對所有焊縫進行加固處理，防止安裝使用后造成較大損失。

3 實施效果

通過采取上述措施后，沸騰爐在運行過程中各項工況參數(shù)均滿足設(shè)計要求，鍋爐蒸汽未受影響。2013年至今未發(fā)生一起因蒸發(fā)管組爆管事故，且在每年大修期間發(fā)現(xiàn)其表面整體裹有一層厚約5mm左右的燒結(jié)硬殼，也不增厚，對管組形成了保護，敲開硬殼后對管壁進行測厚，管壁幾乎無磨損。

4 結(jié)語

在實際生產(chǎn)中，沸騰爐蒸發(fā)管束爆管受多種因素相互作用，不應(yīng)單一認為某種因素導致，應(yīng)綜合考慮，以避免關(guān)鍵設(shè)備出現(xiàn)重大故障，造成較大損失。

[1]李文安.硫鐵礦沸騰爐內(nèi)蒸發(fā)管組防磨技術(shù)探討[J].硫酸工業(yè)，2005（5）25-27.