一起工業鍋爐鍋筒底部鼓包案例分析及預防建議

蔡麗霞

(福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院莆田分院，福建 莆田 351100)

長久以來，鍋爐作為工業的心臟，在莆田市被廣泛運用。DZL型鏈條爐排鍋爐屬于臥式快裝蒸汽鍋爐，其結構緊湊，便于運輸，且具有安裝快捷、升火快、容易操作等優點，非常適合中小型民營企業使用。不過，此類鍋爐也容易發生事故，其中以鍋筒底部鼓包事故發生較為頻繁、危害較大[1]。文中就一DZL型鍋爐鼓包情況進行成因分析，提出相應的預防措施、檢驗意見，并提出了針對性的處理方法與建議。

1 基本情況

莆田市某企業有一臺額定蒸發量為4t/h的DZL4-1.25-WⅡ型蒸汽鍋爐，其額定壓力為1.25MPa。該鍋爐已經使用了六年。根據檢驗要求，福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院莆田分院于2017年6月對此鍋爐進行內部檢驗，發現在鍋筒底部的水側一面，有大量的片狀水垢堆積（見圖1）。將水垢清理干凈后發現，鍋筒底部已經出現了兩處鼓包變形（見圖2）：一處位于前管板的1025mm處，呈橢圓狀，約395mm×365mm大小，鼓包高度約為65mm；還有一處位于前管板的1825mm處，同樣呈橢圓狀，約395mm×330mm大小，鼓包高度約為70mm。經進一步檢查發現，鍋爐的鍋筒、水冷壁管、煙管及前后管板等主要受壓元部件結生水垢，垢厚約2mm～3mm。

圖1 鍋筒底部大量片狀水垢堆積

圖2 鍋筒底部兩處鼓包變形

2 原因分析

從檢驗結果以及該鍋爐的水處理情況來看，筆者認為，造成鍋筒底部鼓包主要有以下兩方面原因。

2.1 直接原因

快裝鍋爐的鍋筒底部，直接受高溫火焰的輻射，同時還受高溫煙氣的沖刷，當鍋爐底部水側長時間結垢，由于水垢的熱阻為金屬材料的40～100倍，導熱性極差[2]，使爐壁無法及時散熱冷卻，導致壁溫超高，致使爐壁的金屬強度下降，當鍋爐壓力超過了爐壁的屈服極限的時候，爐壁金屬就可能出現塑性變形，宏觀上表現為鼓包。

2.2 間接原因

2.2.1 DZL型鍋爐結構缺陷

DZL型鍋爐爐膛較矮，燃燒無煙煤時，因無煙煤熱值高、火焰溫度高，爐膛較矮對燃燒不利，同時若水處理不到位，距離火焰過近的鍋筒發生鼓包的可能性較大。

2.2.2 鍋爐運行管理不到位，水質處理不理想

使用單位的鍋爐管理人員思想不重視、麻痹大意，鍋爐操作人員技術水平低下、責任心不強，可能造成鍋爐排污不科學或是不及時，水質處理不佳，導致鍋爐的煙管、鍋筒及水冷壁管等主要受壓元件結生大量水垢。查閱該鍋爐半年內比較有代表性的水質檢測報告，其中，給水pH值（25℃）在6.5～6.9之間，比標準值（7.0～10.0）低；硬度均在1.0mmol/L～2.0mmol/L之間（水硬度標準≤4mmol/L），在標準范圍內；鍋水全堿度在3.8mmol/L～6.4mmol/L之間，比標準值（8.0mmol/L～26.0mmol/L）低；鍋水酚酞堿度在2.9mmol/L～5.7mmol/L之間，比標準值（6.0mmol/L～18.0mmol/L）低；鍋水堿度pH值（25℃）在9.7～10.3之間，比標準值（10.0～12.0）低；水中的溶解固形物在3.3×103mmol/L～3.7×103mg/L之間，在標準值（≤5.0×103mg/L）范圍內。從水樣化驗結果看，給水pH值（25℃），鍋水的全堿度、磷酸根以及酚酞大度等，都沒達標。只有給水硬度、鍋水溶解固形物兩項達標。[3]（備注：該鍋爐的水處理方式為單純采用鍋內加藥。）

3 處理意見

根據鍋爐檢驗規程的有關規定和技術標準，要求企業請具備相應資質的修理單位按照修理方案對該兩處缺陷進行挖補修理，根據鼓包周圍的材質無損檢測結果以及硬度檢測結果，來確定挖補位置以及挖補尺寸，焊補板材的材質與厚度應與原鍋爐的相同，焊條應與標準要求相符，并經檢驗合格后方能投入運行。[4]

4 預防措施

為避免再次發生類似事故，保證鍋爐安全運行，應做好以下預防措施：

（1）要總結經驗教訓，加強鍋爐的安全管理，嚴格做好鍋爐不處理工作，使水質符合GB/T 1576-2008《工業鍋爐水質》國家標準，科學安排排污時機與次數，做好鍋爐運行的工作記錄[5]。

（2）鼓包挖補修理合格后，應先進行水垢清除后才可運行，對從煙管上脫落下的水垢及水冷壁管上的水垢，要采用人工除垢的方法，及時進行處理，以避免因鍋筒底部再次堆積水垢或水冷壁管被堵塞，再次引發鼓包變形或發生水冷壁管爆管事故。

（3）通過該事故案例，要加強對鍋爐管理人員的安全技術教育，提高操作人員的責任心與安全意識，以提升管理水平和司爐工的實際操作水平。

5 檢驗建議

通過總結鍋爐檢驗經驗，結合實際操作要求，文中對鍋爐檢驗提出以下建議：

（1）在進行鍋爐檢驗時，應隨身攜帶必要的檢驗工具，包括手電筒、檢驗錘、鋼卷尺、鋼板尺、焊縫尺、放大鏡以及數碼相機等，并做好檢驗原始記錄。

（2）用鋼卷尺與焊縫尺，檢測出鼓包的具體位置，并測量出鼓包的變形范圍以及變形高度。

（3）對鼓包周圍進行無損檢測，看是否存在裂紋，檢查挖補范圍是否需要擴大，對變形的鼓包邊緣，用硬度計進行硬度檢測，看變形邊緣的材質，硬度有沒有下降，以確認挖補修理范圍是否需要擴大。

（4）對結垢厚度平均在1.5mm～2mm以上的鍋爐，要對前后管板以及水冷壁管進行重點檢查，看是否存在管板裂紋、水冷壁管漲粗、鼓包爆管等。為此建議，在鍋爐運行前，應疏通水冷壁管，有條件的企業，可采用專業的洗管機，對水冷壁管進行疏通。前后管板的煙氣側表面在清潔后，應通過放大鏡進行檢查，對可疑部位，務必作無損檢測，以確保沒有發生裂紋，避免存在安全隱患。

6 結語

鍋爐使用單位應不斷加強鍋爐運行安全管理，通過強化鍋爐操作及水處理管理，來提高鍋爐管理及運行操作等人員的專業技術水平、安全及責任意識，檢驗人員也應提升自身的檢驗技術水平，及時發現設備缺陷，以保證鍋爐的安全運行。

參考文獻

[1]吳麗君.蒸汽鍋爐鍋筒底部鼓包事故的原因分析及處理[J].甘肅科技,2011,27(19):81-82.

[2]孫若銘.一起鍋爐鼓包事故的分析及處理[J].技術平臺,2013,08:49-50．

[3]GB/T 1576-2008 工業鍋爐水質[S].

[4]TSG G0001-2012 鍋爐安全技術監察規程[S].

[5]甘軍軍.工業鍋爐鼓包變形案例探討[J].機電技術,2012,35(3):146-147．