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75t/h循環硫化床鍋爐爆管事故原因分析及處理

李愛兵   濟寧新格瑞水處理有限公司

摘要: 本文根據循環硫化床鍋爐膜式壁爆管的現場調查，詳細分析了鍋爐爆管的原因，針對循環硫化床鍋爐運行的實際情況和特點，提出了合理的處理意見和建議，進行了認真整改，進行了化學清洗鈍化并加強鍋爐水處理工作和日常管理工作，取得了良好的效果。

關鍵詞：循環硫化床鍋爐；膜式壁爆管；水處理；化學清洗

前言：鍋爐在運行一段時間后停止運行時，必須對爐內結垢、腐蝕等情況進行徹底的檢查，如果結垢量超過900g/m²(5.88MPa以下鍋爐)，則必須對鍋爐進行清洗，以提高換熱效率、節約能源、延長使用壽命、減少經濟損失。

正文：兗礦集團嶧化公司在2008年12月全廠停產進行設備檢修一個月后恢復生產時，因為未對鍋爐情況進行檢查，也沒有考慮對鍋爐進行清洗，結果因爐內結垢嚴重，在停運期間，部分垢脫落，堵塞了水冷壁管，導致鍋爐剛運行兩天，就發生了膜式壁爆管事故，造成了重大經濟損失，嚴重影響了企業生產和形象。

濟寧新格瑞水處理有限公司對循環硫化床鍋爐膜式壁爆管進行了現場調查，詳細分析了鍋爐爆管的原因，進行了化學清洗并提出了改進措施。

1 鍋爐概況

該公司鍋爐是一臺型號為UG-75/3.82-M41的循環硫化床鍋爐，額定蒸發量75t/h，額定壓力3.82MPa，過熱蒸汽溫度450℃，鍋爐給水為二級除鹽水，鍋水采用磷酸鹽處理方式。膜式壁管規格為ø60×5，材質20號鋼管。2005年制造并安裝，2006年2月投入運行至今。

2 爆管情況

2008年12月16日14時點爐運行，12月20日1時運行人員發現膜式壁管泄漏，4時被迫停爐。爆破口位于爐膛左側布風板以上12米處、由前向后數第8根膜式壁管子上，爆破沖出的蒸汽將臨近的第7、9根管子刺穿。第8根管自下而上嚴重過燒、管徑由ø60mm膨脹至ø65mm（水冷壁管因過熱爆破之前，管徑總是脹粗的。水冷壁管的爆破，正是管徑脹粗超過了極限的結果）、管子外壁布滿裂紋，破口邊緣粗糙不平整，呈鼓包狀脆性斷口，屬于長期超溫過熱爆管，管壁無明顯減薄，管內結有厚約1.5mm硬質水垢，背火側也附著一層薄垢。另外，檢查發現左、前、后膜式壁上各有一根水冷壁管過燒�，F場檢查還發現鍋筒內結垢厚約1.5mm，在遠離集中下降管的鍋筒底部兩端積有大量垢渣，集箱內也積存大量垢渣。

3 事故原因分析

3.1排污管堵塞

割開下集箱封頭，檢查時發現設在左側集箱上的排污管已被垢渣堵塞，左側集箱和膜式壁中的水無法排出。

3.2汽水質量方面存在問題

檢查2008年8月份的化驗分析記錄顯示當時的汽水質量不合格,凝結水硬度高、鍋水磷酸根低、電導率高；運行人員反映取樣除鹽水箱（即補給水）合格，而鍋爐其它給水（鍋爐給水由三路，一路來自補給水、一路來自尿素車間凝結水、一路來自汽機凝結水）電導率高、硬度、二氧化硅含量、pH時有不合格現象，給水水質不穩定。

據了解證實，2008年7月發現凝汽器泄漏，臨時采用水泥摻上鋸末封堵，未對泄露銅管徹底處理；尿素車間加熱器經長時間運行，設備泄露也非常嚴重，鍋爐蒸汽經加熱器后，汽側混入了大量工藝雜質，導致凝結水受到嚴重污染，這兩路不合格的回水必然會引起鍋爐嚴重結垢。

3.3 磷酸三鈉質量不合格

為了防止鍋爐內受熱面水垢形成，需向爐內加磷酸鹽進行處理，使進入鍋爐水中的鈣、

鎂等離子形成一種不粘附在鍋爐受熱面上的水渣，隨著鍋爐排污排除。而運行人員反映有時磷酸三鈉加上效果明顯，分析鍋水磷酸根合格；有時加上沒有效果，磷酸根分析不出來，而電導率卻上升至1000μS/cm以上，鍋水電導率嚴重超標，失去了投加磷酸鹽的意義，也就無法防止鈣、鎂等離子的沉積而形成水垢

綜上所述，由于鍋爐給水水質長期不合格，運行中又沒有投加合格的磷酸三鈉，使鍋爐在長時間運行中生成了大量水垢，鍋爐由于結垢使導熱性能下降，管壁溫度升高，局部長期過熱給產生爆裂等事故埋下隱患（鍋爐垢厚與管壁的溫度關系如表），并且鍋爐管壁結垢還會造成垢下腐蝕，降低爐管強度,通過對爆破的管子進行的硬度檢測發現，被火面、向火面及破口處HB硬度在100~130HB之間，硬度值均遠低于20號鋼的156HB，易于引發爆管。

鍋爐垢厚與管壁的溫度的關系

在鍋爐停爐、啟動過程中，鍋爐工況變化大，鍋水品質與原運行狀況有很大差別，加上水垢因熱漲冷縮也易于脫落；脫落的水垢很容易在膜式壁管子彎管部位堆積，使水循環受到影響，進而加劇水垢生成，水垢越積越多甚至堵塞膜式壁管，最終導致過熱爆管事故。

4、處理意見和建議

4.1全面檢查鍋爐水汽系統

對發現有鼓包、裂紋、過熱、變形等情況的水冷壁管，應按有關規定處理；檢查疏通排污管、水位表管、疏水管等，以保證暢通；過熱器曾經爆過管，未查明爆管原因只做了簡單處理，現又證實蒸汽品質長期不合格，建議對過熱器進行割管檢查，必要時進行清洗或換管。

4.2徹底檢修凝汽器、加熱器，防止凝結水被冷卻水及其它雜質污染，保證凝結水品質

利用工業回水時，必須加強對工業回水的檢測，當回水品質超標時，不經處理就不能作為給水進入鍋爐；采取給水和凝結水系統的防腐措施，減少給水中的金屬腐蝕產物；凝結水除鹽處理，確保鍋爐給水品質合格；裝設鍋水磷酸根含量的自動調節設備，利用鍋水磷酸根測試儀表的輸出信號控制加藥泵，能自動、精確地維持鍋水中磷酸根含量。

4.3為清除鍋爐內的水垢，需要及時進行化學清洗

清洗可降低管壁溫度，有效避免爆管事故和腐蝕穿孔，延長鍋爐使用壽命。通過委托濟寧新格瑞水處理有限公司化驗室進行的垢樣分析結果顯示，水垢中含有碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽，及鈣、鎂、鈉、鐵、銅等成分，為難溶垢，因水垢成份比較復雜，汽水系統又可能含有未查明的堵塞管路，故必須委托有資質和電站鍋爐化學清洗經驗的清洗公司承擔本次鍋爐清洗鈍化工作。清洗時首先用大流量的清水進行正反向沖洗，輔助于人工清理，保證所有管路暢通，然后根據小型試驗結果，選擇合適的清洗劑和緩蝕劑，反復進行酸洗-沖洗-堿煮轉型-沖洗-酸洗，確保除垢率達標，清洗結束后進行鈍化處理，整個清洗工作完成后要對清洗質量進行認真檢查，確保合格后方可點爐運行。

4.4加強鍋爐用藥的管理

加強鍋爐用藥的管理，購買合格的高純度磷酸三鈉。

4.5加強鍋爐水處理工作

做好汽水質量的檢測與控制，保證汽水質量達標。加強對作業人員管理，強化責任意識，司爐人員與水處理化驗人員之間應密切配合，鍋內加藥、連續排污和定期排污的操作應根據化驗結果及時調整，運行人員發現異常情況后要及時上報，及時處理。

結論

根據濟寧新格瑞水處理有限公司及濟寧特檢院意見和建議，使用單位進行了認真總結，并接受教訓，重視了鍋爐的運行管理和停運保護工作，針對本次事故積極進行了整改：更換了部分水冷壁管和過熱器；檢修了凝汽器；委托濟寧新格瑞水處理有限公司對鍋爐進行了化學清洗，化學清洗質量優良，除垢率達98%以上，鈍化效果良好；加強了鍋爐水處理工作和日常安全管理工作。從2008年12月底運行至今，鍋爐運轉一直安全經濟平穩，未出現類似事故，取得了良好的效果。