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1、卧式内燃三回程燃油锅炉回燃室烟管泄漏分析中国科技信息20OB年第18期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFLATION.2-锅炉回燃室烟管泄漏分析李伟军张炳雷广东省特种设备检测院顺德分院528300对一起燃油嚷%炉回燃蜜前管板烟管角焊缝泄漏粤故进行了务娇探砖卺茛堑裂致蚺主要踩鼠募疑毂处理意i兕s1事故概况佛山市顺德区某染织厂一台WNS41.25一Y卧式内燃三回程燃油锅炉,为长沙锅炉厂1994年12月产品,于1995年4月经安装监检合格后开始投入使用.该炉运行至2008年2月,检修时发现回燃室管板的烟管角焊缝发生泄漏而被迫停炉.经磁粉检测,共有7条烟管角焊缝发现线性磁痕显示,
2、如图1所示,自左至右数起计列,自上至下数起计行,则发现线性磁痕的烟管为(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(4,2),(5,3),(6,2);其中(3,1),(4,2),(6,2)3条为肉眼可见裂纹,如图2所示,当锅筒内水压达到0.3MPa左右时裂纹处可观察到明显泄漏.所有7条发现线性磁痕的烟管都出现在第二回程烟气入口处,目.皆位于进水管一一侧.2事故调查查阅相关的锅炉技术资料,水质化验报告,运行记录等档案资料,发现该炉燃用燃料与设计不符,设计要求燃用”轻质柴油”,而该炉实际使用的是工业燃料用重油;历次水质化验报告屡有不合格现象.对锅炉进行内部检验时发现,锅炉内部大面存在缺陷烟管二
3、瞄程烟誓/8莒璺燮垫堡I,f坦积积垢,尤其靠近进水管一侧的烟管,锅壳内壁积垢厚度超过lmm,进水管附近区域锅壳内壁积垢严重处水垢厚度超过3mm,多数水垢呈松软泥垢状;垢下有直径约40ram的黑色腐蚀斑而远离进水管一侧的烟管,锅壳内壁水垢厚约0.5ram左右,后管板积垢约1IDIII左右.此外,发现多数烟管内壁大量积灰,厚度为23ram,如图3所示.与该J一设备管理人员交谈得知,该厂司炉人员由于对待遇不满而工作积极性不高,一直都不进行水处理工作;同时,锅炉每班满负荷运行8小时的时间内仅排污一次,且排污操作是下班前直接停炉后,未待锅炉充分冷却而将锅水完全排净,锅炉只能在空气冷却的条件下缓慢冷却.3
4、原因分析回燃室烟管端口伸出长度为35mm,符合相关规范要求,由图2,图3亦可观察到角焊缝成形质量良好.经分析研究,我们认为裂纹产生的丰要原因是锅炉运行条件差,烟管换热不良,长期处于超过设计工况的温度参数下运行,致使烟管端口超温,烟管端口材料抗裂性大大降低,运行一定时间之后,造成端口裂纹的产生,裂纹不断扩展直至穿透角焊缝,最终发生泄漏事故.因此,导致烟管端口开裂的原因主要有以下几个方面:(1)正常12作条件下,烟气侧烟气温度一股在9001100,而水侧温度在190C左右,有较高的传热温差.但是由于该厂司炉人员从不进行水质处理工作,导致锅炉内部严重不均匀积垢,尤其靠近进水管一侧烟管外壁积垢超过lm
5、m,严重处甚至超过3IilIn,水垢的存在导致传热热阻增加,烟管换热效果变差,相应第一回程出El处烟气温度大幅上升,相应二回程烟管入口处烟气温度大幅上升,致使烟管材料图1回燃室前管板示意图图2烟管角焊缝裂纹l22c*|S印.2c8|.l鬻l|抗裂性能下降.因此,大量水垢的存在是导致烟管端口超温进而产生裂纹的主要原因,达由出现裂纹的烟管皆位于进水管一侧可以得到验证.(2)事故发生前近一年的时间内,司炉人员错误操作,经常在下班前未待锅炉充分冷却,停炉后直接将锅水迅速排净,导致锅炉无法有效冷却.由于卧式内燃燃油锅炉结构及燃料的特点,在二回程入口处其烟气温度很高,停炉后由于锅水已直接排净,二回程烟管端
6、口继续受高温烟气辐射热而得不到有效冷却,导致烟管周期性超温,最终加剧了烟管端口裂纹的产生.司炉人员错误的停炉操作也是导致烟管端口裂纹产生的一个主要原因.(3)该炉设计资料中标明要求燃用”轻质柴油”,实际运行中该厂燃用工业燃料用重油,由于所使用的重油品质较差的,灰分较大,导致烟管内壁积有厚度达23ram的灰分,烟管内壁的灰分与水侧的水垢一起增加了传热热阻,导致烟管传热效果恶化,促使第二回程入口烟气温度上升.因此,烟管内壁严重积灰也是导致烟管端口超温的一个主要原因.4处理意见(1)对锅炉回燃室前管板作进一步无损检测,确认存在缺陷的烟管的分布情况,对相应烟管进行更换.(2)x,i-司炉人员进行职业道德培训和司炉操作培训,培养司炉人员安全生产意识,建议该厂加强对锅炉的安全管理工作.(3)建议对该锅炉进行煮炉,加强对锅炉排污工作的重视,加强水质监控,锅炉水样应定期化验,并根据化验结果进行相应的水质处理.同时应提高燃料品质,选用灰分含量相对小的燃油.1孟燕华.工业锅炉安全运行和故障处理0.北京:原子能出版杠.2ooo.99尊j272】秦裕琨.燃油燃气锅炉实用技术M】,北京中国电力出版社.2002.1g22525郝景泰,于萍周英.工业锅炉水处理技0树M】.北京气象出版社.e00217f一195图3烟管积灰状况