沸腾炉蒸发管组爆管原因分析及措施

赵敏（金堆城钼业股份有限公司，陕西 渭南 714101）

沸腾炉蒸发管组爆管原因分析及措施

赵敏（金堆城钼业股份有限公司，陕西 渭南 714101）

沸腾炉蒸发管组爆管需停炉处理，检修难度大、时间长，频繁爆管严重影响系统运行及钼冶炼烟气吸收。为杜绝蒸发管组爆管发生，分析原因并采取有效措施后，沸腾炉至今未发生一起蒸发管组爆管事故。

沸腾炉；蒸发管组爆管；分析；措施

金钼股份硫酸厂硫酸二车间2010年7月建成投运，采用公司自有硫铁矿沸腾焙烧产生SO2气体与钼冶炼烟气配气生产硫酸，年产设计产能20万吨，副产品有铁粉、蒸汽。2011年始，沸腾炉蒸发管组多次发生爆管事故，每次造成停车时间72小时以上，严重影响系统平稳安全运行及对钼冶炼烟气吸收，损失极大。

1 蒸发管组爆管分析

2011年发生4次爆管，2012年上半年发生2次爆管，每次爆管均灭炉处理，对炉内蒸发管组壁厚测量，风帽、炉底浇筑料、炉墙进行检查，发现蒸发管组爆管位置多集中在管束底部，爆口位置不定，该处冲刷严重，管壁明显变薄；上部管束爆口仅一次，无明显磨损；炉墙内根部焊缝漏水2次。特别的现象是爆管蒸发管组全部集中在沸腾炉排渣口附近，即使更换新蒸发管束仍发生爆管，远离排渣口的管组未发生一次爆管。为此，我们认为：蒸发管束爆管绝非炉内颗粒高温冲刷单种原因造成，还与沸腾炉操作、炉水品质、锅炉缺水应急处理、管组本身及焊接质量等有关。

1.1 沸腾层温度控制较高

沸腾炉投运初期，各项操作、风料比均按标准执行，底部温度仍维持在900-930℃之间，比设计指标高50℃左右，长期超温会加剧炉内物料颗粒对管组底部的磨损。

1.2 炉水水质不达标

炉水水质不达标，造成蒸发管组内部腐蚀或结垢，造成爆管。对爆管管组进行切割查看，无明显结垢，排除水质原因。

1.3 炉内物料冲刷

蒸发管组下部管束长期处于沸腾层内，气体通过风帽进入炉内吹动灰渣长期与管束底部冲刷，通过每次爆口位置观察，蒸发管束下部磨损明显，呈金属光泽，尤其在风帽或炉底浇注料破损处尤为严重，也是爆管位置最集中的地方，上部磨损一般。由此，可推断蒸发管组底部靠近风帽冲刷严重，同时炉底大颗粒物料较多，越靠近排渣口，底部大颗粒越多，冲刷越严重，也是靠近排渣口位置蒸发管束爆管集中的可能因素。可见高温冲刷是炉内蒸发管组管道底部爆管的主要原因。

1.4 余热锅炉缺水

余热锅炉在投运初期，因各种原因导致两次蒸发管组缺水干烧，管组材质为12Cr1MoVG，该材质在500℃以上会发生蠕变，缺水情况下蒸发管组埋在在800℃以上的热渣内，造成管束受损。余热锅炉干锅后，进水速度过快，也会导致应力不均造成管组受损，严重时直接拉裂焊缝。所以，在日常操作时严禁余热锅炉缺水，防止对管束寿命造成重大影响。

1.5 管束本身及安装方面

管束管壁为8mm，厚度较薄强度低，不适应大型炉膛焙烧强度，且蒸发管组底部管束无任何防磨措施。

1.6 焊接质量存在问题

两次蒸发管束根部焊缝漏水，因焊缝处于炉墙内部，不存在高温冲刷问题。除蒸发管组缺水导致影响外，焊接质量也是重要原因。

2 处理措施

沸腾炉按操作规定执行外，对以下方面进行了改进。

2.1 联系蒸发管束厂家，加高加宽蒸发管组换热面积，沸腾炉沸腾层温度控制在850-900℃，满足设计要求。

2.2 每班对炉水品质进行化验，及时调整，保证水质达标。

2.3 利用检修期间对破损风帽及炉底浇注料进行修补，每天开启一次低排阀门排出炉底大颗粒物料，以减少冲刷。

2.4 锅炉给水泵采用一开两备，并配有应急供水柴油发电机防止蒸发管组缺水干烧，锅炉缺水时严格按照锅炉操作规程进行进水。

2.5 对蒸发管组进行改造：将原管组壁厚由8mm增加到10mm，蒸发管组从原有安装高度离风帽10cm抬高到25cm处，并在蒸发管组管束周围增加防磨条，采取上述措施提高抗磨性，减少冲刷磨损，并在大修期间进行更换。

2.6 采购蒸发管组时应仔细检查焊缝焊接质量，存在缺陷应及时予以处理，并对所有焊缝进行加固处理，防止安装使用后造成较大损失。

3 实施效果

通过采取上述措施后，沸腾炉在运行过程中各项工况参数均满足设计要求，锅炉蒸汽未受影响。2013年至今未发生一起因蒸发管组爆管事故，且在每年大修期间发现其表面整体裹有一层厚约5mm左右的烧结硬壳，也不增厚，对管组形成了保护，敲开硬壳后对管壁进行测厚，管壁几乎无磨损。

4 结语

在实际生产中，沸腾炉蒸发管束爆管受多种因素相互作用，不应单一认为某种因素导致，应综合考虑，以避免关键设备出现重大故障，造成较大损失。

[1]李文安.硫铁矿沸腾炉内蒸发管组防磨技术探讨[J].硫酸工业，2005（5）25-27.