一起工业锅炉锅筒底部鼓包案例分析及预防建议

2018-05-16蔡丽霞

质量技术监督研究 2018年2期

蔡丽霞

(福建省锅炉压力容器检验研究院莆田分院，福建莆田 351100)

长久以来，锅炉作为工业的心脏，在莆田市被广泛运用。DZL型链条炉排锅炉属于卧式快装蒸汽锅炉，其结构紧凑，便于运输，且具有安装快捷、升火快、容易操作等优点，非常适合中小型民营企业使用。不过，此类锅炉也容易发生事故，其中以锅筒底部鼓包事故发生较为频繁、危害较大[1]。文中就一DZL型锅炉鼓包情况进行成因分析，提出相应的预防措施、检验意见，并提出了针对性的处理方法与建议。

1 基本情况

莆田市某企业有一台额定蒸发量为4t/h的DZL4-1.25-WⅡ型蒸汽锅炉，其额定压力为1.25MPa。该锅炉已经使用了六年。根据检验要求，福建省锅炉压力容器检验研究院莆田分院于2017年6月对此锅炉进行内部检验，发现在锅筒底部的水侧一面，有大量的片状水垢堆积（见图1）。将水垢清理干净后发现，锅筒底部已经出现了两处鼓包变形（见图2）：一处位于前管板的1025mm处，呈椭圆状，约395mm×365mm大小，鼓包高度约为65mm；还有一处位于前管板的1825mm处，同样呈椭圆状，约395mm×330mm大小，鼓包高度约为70mm。经进一步检查发现，锅炉的锅筒、水冷壁管、烟管及前后管板等主要受压元部件结生水垢，垢厚约2mm～3mm。

图1 锅筒底部大量片状水垢堆积

图2 锅筒底部两处鼓包变形

2 原因分析

从检验结果以及该锅炉的水处理情况来看，笔者认为，造成锅筒底部鼓包主要有以下两方面原因。

2.1 直接原因

快装锅炉的锅筒底部，直接受高温火焰的辐射，同时还受高温烟气的冲刷，当锅炉底部水侧长时间结垢，由于水垢的热阻为金属材料的40～100倍，导热性极差[2]，使炉壁无法及时散热冷却，导致壁温超高，致使炉壁的金属强度下降，当锅炉压力超过了炉壁的屈服极限的时候，炉壁金属就可能出现塑性变形，宏观上表现为鼓包。

2.2 间接原因

2.2.1 DZL型锅炉结构缺陷

DZL型锅炉炉膛较矮，燃烧无烟煤时，因无烟煤热值高、火焰温度高，炉膛较矮对燃烧不利，同时若水处理不到位，距离火焰过近的锅筒发生鼓包的可能性较大。

2.2.2 锅炉运行管理不到位，水质处理不理想

使用单位的锅炉管理人员思想不重视、麻痹大意，锅炉操作人员技术水平低下、责任心不强，可能造成锅炉排污不科学或是不及时，水质处理不佳，导致锅炉的烟管、锅筒及水冷壁管等主要受压元件结生大量水垢。查阅该锅炉半年内比较有代表性的水质检测报告，其中，给水pH值（25℃）在6.5～6.9之间，比标准值（7.0～10.0）低；硬度均在1.0mmol/L～2.0mmol/L之间（水硬度标准≤4mmol/L），在标准范围内；锅水全碱度在3.8mmol/L～6.4mmol/L之间，比标准值（8.0mmol/L～26.0mmol/L）低；锅水酚酞碱度在2.9mmol/L～5.7mmol/L之间，比标准值（6.0mmol/L～18.0mmol/L）低；锅水碱度pH值（25℃）在9.7～10.3之间，比标准值（10.0～12.0）低；水中的溶解固形物在3.3×103mmol/L～3.7×103mg/L之间，在标准值（≤5.0×103mg/L）范围内。从水样化验结果看，给水pH值（25℃），锅水的全碱度、磷酸根以及酚酞大度等，都没达标。只有给水硬度、锅水溶解固形物两项达标。[3]（备注：该锅炉的水处理方式为单纯采用锅内加药。）

3 处理意见

根据锅炉检验规程的有关规定和技术标准，要求企业请具备相应资质的修理单位按照修理方案对该两处缺陷进行挖补修理，根据鼓包周围的材质无损检测结果以及硬度检测结果，来确定挖补位置以及挖补尺寸，焊补板材的材质与厚度应与原锅炉的相同，焊条应与标准要求相符，并经检验合格后方能投入运行。[4]

4 预防措施

为避免再次发生类似事故，保证锅炉安全运行，应做好以下预防措施：

（1）要总结经验教训，加强锅炉的安全管理，严格做好锅炉不处理工作，使水质符合GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》国家标准，科学安排排污时机与次数，做好锅炉运行的工作记录[5]。

（2）鼓包挖补修理合格后，应先进行水垢清除后才可运行，对从烟管上脱落下的水垢及水冷壁管上的水垢，要采用人工除垢的方法，及时进行处理，以避免因锅筒底部再次堆积水垢或水冷壁管被堵塞，再次引发鼓包变形或发生水冷壁管爆管事故。

（3）通过该事故案例，要加强对锅炉管理人员的安全技术教育，提高操作人员的责任心与安全意识，以提升管理水平和司炉工的实际操作水平。

5 检验建议

通过总结锅炉检验经验，结合实际操作要求，文中对锅炉检验提出以下建议：

（1）在进行锅炉检验时，应随身携带必要的检验工具，包括手电筒、检验锤、钢卷尺、钢板尺、焊缝尺、放大镜以及数码相机等，并做好检验原始记录。

（2）用钢卷尺与焊缝尺，检测出鼓包的具体位置，并测量出鼓包的变形范围以及变形高度。

（3）对鼓包周围进行无损检测，看是否存在裂纹，检查挖补范围是否需要扩大，对变形的鼓包边缘，用硬度计进行硬度检测，看变形边缘的材质，硬度有没有下降，以确认挖补修理范围是否需要扩大。

（4）对结垢厚度平均在1.5mm～2mm以上的锅炉，要对前后管板以及水冷壁管进行重点检查，看是否存在管板裂纹、水冷壁管涨粗、鼓包爆管等。为此建议，在锅炉运行前，应疏通水冷壁管，有条件的企业，可采用专业的洗管机，对水冷壁管进行疏通。前后管板的烟气侧表面在清洁后，应通过放大镜进行检查，对可疑部位，务必作无损检测，以确保没有发生裂纹，避免存在安全隐患。