鍋爐低溫過熱器爆管事故檢查與分析

葛星垣

（太原鍋爐集團(tuán)有限公司，山西太原030008）

鍋爐低溫過熱器爆管事故檢查與分析

葛星垣

（太原鍋爐集團(tuán)有限公司，山西太原030008）

氧腐蝕在鍋爐運(yùn)行中危害極大且具有隱蔽性。筆者從技術(shù)服務(wù)的實(shí)際案例出發(fā)，對(duì)氧腐蝕的形成機(jī)理、造成氧腐蝕的原因、產(chǎn)生的后果及處理措施等進(jìn)行了闡釋，希望能對(duì)企業(yè)鍋爐產(chǎn)品的安全、穩(wěn)定運(yùn)行有所幫助。

鍋爐；爆管；氧腐蝕；過熱器

某公司2臺(tái)TG-150/3.82-M型循環(huán)流化床鍋爐，分別在投入運(yùn)行2～3個(gè)月后發(fā)生低溫過熱器爆管停爐現(xiàn)象，對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大影響。我公司技術(shù)服務(wù)人員對(duì)其中一臺(tái)鍋爐進(jìn)行了全面檢查，并在爆管位置進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)取樣，檢查結(jié)果如下：①鍋筒內(nèi)部四壁布滿鐵紅色Fe2O3附著物，如圖1所示；②省煤器進(jìn)、出口集箱檢查，底部有大量的鐵紅色Fe2O3沉積物，如圖2所示；③除氧器出口管道裝設(shè)的溶解氧在線測(cè)量?jī)x表顯示，當(dāng)水溫為95.4℃時(shí)，溶解氧含量為376.9 μg/L，具體如圖3所示。

圖1 鍋筒內(nèi)部四壁鐵紅色Fe2O3附著物

圖2 省煤器進(jìn)、出口集箱底部鐵紅色Fe2O3沉積物

圖3 溶解氧在線測(cè)量?jī)x表顯示情況

1 現(xiàn)象分析

請(qǐng)中科院山西煤化所對(duì)從低溫過熱器爆管位置取樣的管內(nèi)垢樣進(jìn)行了成分分析，結(jié)果顯示：Fe2O3含量為72.91%，SiO2含量為18.31%，鐵垢為垢樣的主要成分。為進(jìn)一步分析鐵垢的來源，專門對(duì)鍋爐水樣進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示：爐水、飽和蒸汽中Fe含量都嚴(yán)重超標(biāo)。與電廠相關(guān)專業(yè)人員座談了解，鍋爐給水溶解氧長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)重超標(biāo)，其造成原因有以下2個(gè)：①大部分凝結(jié)水經(jīng)冷渣機(jī)冷卻水系統(tǒng)后進(jìn)入熱力除氧器，經(jīng)過低溫加熱器的只占很少一部分，致使凝結(jié)水進(jìn)入熱力除氧器前溫度僅有60多度，使熱力除氧器溫度長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到工作溫度，致使溶解氧嚴(yán)重超標(biāo)；②空冷系統(tǒng)抽真空管上有多處漏點(diǎn)，使空氣直接溶入凝結(jié)水。

2 爆管原因與結(jié)論意見

正常運(yùn)行情況下，由于給水采取了除氧措施，水中氧含量很低。由于給水溫度較高，少量的氧在給水管道中就已耗盡，不會(huì)對(duì)鍋爐造成危害。但在除氧器運(yùn)行不正常時(shí)，給水中溶氧量增加，就會(huì)對(duì)過熱器、減溫器、省煤器乃至鍋筒造成嚴(yán)重氧腐蝕[1]。通過對(duì)爆管垢樣物的成分分析和對(duì)鍋爐給水溶解氧含量的測(cè)定，初步判斷此次爆管事故原因?yàn)殄仩t給水溶解氧引起的碳鋼氧腐蝕。

其機(jī)理為：Fe＋1/2O2+H2O→Fe（OH）2，由于溶解氧的原因，F(xiàn)e（OH）2會(huì)進(jìn)一步被氧化為Fe（OH）3，隨著溫度、pH值、溶解氧含量等條件的不同，F(xiàn)e（OH）3可轉(zhuǎn)化為更復(fù)雜的腐蝕物，比如FeO、Fe2O3、Fe3O4等。這些腐蝕物會(huì)對(duì)金屬管壁造成2種影響：①在碳鋼金屬表面形成直徑不等的腐蝕坑陷；②由于飽和蒸汽中攜帶有氧化鐵垢（Fe3O4），在經(jīng)過低溫過熱器時(shí)氧化鐵垢析出，堵塞過熱器管排，管排長(zhǎng)期超溫造成爆管。

由此得出2臺(tái)鍋爐低溫過熱器爆管停爐事故的結(jié)論意見，即鍋爐給水溶解氧長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)重超標(biāo)，造成鍋爐介質(zhì)側(cè)管內(nèi)金屬表面腐蝕，腐蝕物（Fe3O4）堵塞管排造成爆管。結(jié)論意見：氧腐蝕。

3 處理措施

經(jīng)總結(jié)，將處理措施概括為以下幾點(diǎn)：①要求用戶對(duì)過熱器進(jìn)行反沖洗后，再對(duì)鍋爐重新煮爐、吹管，以去除爐內(nèi)鐵銹，使表面重新鈍化；②對(duì)鍋爐給水系統(tǒng)進(jìn)行改造，將冷渣機(jī)冷卻水管道從給水系統(tǒng)中解除，提高低溫加熱器出水溫度，提高除氧器工作溫度，確保除氧效果；③強(qiáng)化對(duì)給水溶解氧測(cè)量裝置的監(jiān)測(cè)并加裝報(bào)警裝置，嚴(yán)格控制給水溶解氧含量；④以后運(yùn)行過程中加強(qiáng)對(duì)爐水、飽和蒸汽含鐵量的化驗(yàn)與監(jiān)控。

4 改造后的效果

通過對(duì)鍋爐給水系統(tǒng)的改造，使得低溫加熱器出水溫度升高，大大提高了除氧器的工作溫度，鍋爐給水溶解氧含量降低至10～20 μg/L之間[2]，從源頭上控制了氧腐蝕的因素。自此，2臺(tái)鍋爐再也沒有發(fā)生過由此引起的爆管現(xiàn)象。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)此次爆管事故的檢查、分析、處理，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到氧腐蝕對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的危害性，希望能借本文總結(jié)提醒鍋爐使用單位，重視對(duì)鍋爐給水溶解氧的處理、控制與監(jiān)測(cè)，以避免此類事故的發(fā)生，為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供保障。

［1］劉升泉，周金保.淺析鍋爐氧腐蝕的產(chǎn)生及控制［J］.中國(guó)井礦鹽，2001（5）.

［2］西安熱工研究院有限公司.GBT 12145—2008火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

〔編輯：劉曉芳〕

TK223.3+2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.19.100

2095－6835（2017）19－0100－02