一起锅筒鼓包事故的分析原因及预防措施

一起锅筒鼓包事故的分析原因及预防措施
摘要分析了一起工业锅炉鼓包事故，提出了锅炉水处理及运行中对锅炉科学管理的重要性。

关键词锅炉水处理；锅炉排污；锅炉水垢；鼓包；开裂
锅炉是生产蒸汽或热水的换热设备，它已日益广泛地应用于现代工业、宾馆及人们生活，以满足人们生产和生活的需要。

而在锅炉使用过程中，受多方面因素的影响，会产生水垢。

水垢的形成不仅浪费大量的能量，还会危及锅炉的安全运行[1]。

2012年2月3日，龙岩市某家纸品厂一台DZG4-1.25-WⅡ，2006年8月制造，并于2007年6月投入使用，设计压力为1.25MPa，额定出力为4t/h，温度为193℃。

当班司炉工在运行中打开炉门加煤时，发现锅筒底部冒着白烟，初步判断锅炉漏水事故，立即采取紧急停炉措施，并将事故报告相关部门。

1 停炉检验概况
1.1 宏观检查
待锅炉冷却后，炉膛煤渣清理干净，打开人手孔进行检验，发现：a锅炉水位线以下水垢1.0mm～4.0mm，锅筒及集箱底部积存较多垢渣（见图1）；b锅筒底部（鼓包后边缘第一道环缝1 030mm）鼓包开裂漏水，范围330mm（纵）×350mm （环），最高鼓出高度45mm（见图2），并有一条纵向穿透性裂缝长度26mm。

1.2 硬度检测
对锅筒正常区域硬度检测，硬度值为152HB；对鼓包区域硬度检测，硬度值为125HB，由经验公式求得鼓包处抗拉强度σb =3.45×112=431.25MPa，鼓包区域比正常母材硬度下降了17.76%，明显是局部长时间高温造成的。

1.3 金相分析
浸蚀，放大400倍浸蚀，放大400倍
分别对锅筒鼓包靠近裂纹处（图3）和锅筒其他完好处（图4）作金相组织分析，发现鼓包裂纹处金相组织为铁素体加珠光体，其中珠光体中碳化物已经析出并聚集于晶界，已经出现球化，球化级别达到4级。

在锅筒其他完好处金相组织为铁素体加珠光体，珠光体形态完好。

由于珠光体中碳化物的聚集与球化过程是通过碳化物的溶解，碳原子在固溶体中的扩散以及由ɑ一固溶体中析出碳化物的过程。

试验表明，球化后钢材的室
温强度、高温强度、持久强度和硬度都会有不同程度的降低．特别是当碳化物扩散分布到铁素体晶界上时。

即达到完全球化程度后，还会致使冲击韧性急剧下降。

如果球化后还伴有裂纹、蠕变、石墨化等缺陷时其危害性更大。

1.4 分析检验结果
通过宏观检查、硬度检测和金相分析，结合上述检验项目的分析检验结果，按照我国锅炉定期检验规则》中的相关规定，承压部件变形在合理范围内时可以进行保留监控，当超过规定范围内时必须及时进行修理，对锅炉采取复位、更换，或是挖补等修理措施。

锅炉承压部件变形的规定范围为：锅炉筒体变形高度在原有直径的1.5%以内，同时应小于20mm。

由于该锅炉筒体变形高度已经超过20mm （实际为45mm），因此必须立刻对锅炉采取挖补措施进行修理。

2 运行情况分析
锅炉运行期间，给水直接采用周边的河水，所采用的河水不仅水质不稳定，含有胶体物质、溶解性杂质、悬浮物等杂质杂物。

在雨季还会混有大量的泥砂，因此锅炉运行中极易产生泥砂垢和混合垢，仅仅借助水池对河水进行初步的沉淀处理，而没有采取有效的锅外水处理措施，水质不能满足工业锅炉用水的要求，产生了大量的锅炉水垢。

另外，司炉工在锅炉运行期间，一直向锅炉给水箱中投加一定量的碱性除垢剂，却仅仅三天排污一次，没能按照相关标准、规定排污，没有有效清垢，造成水垢不断堆积的状况。

3 原因分析
由于在锅炉运行期间，没能采取有效的水处理措施，尤其是加药措施，使得锅炉水碱度与pH值超出正常范围，锅炉内部产生大量水垢、泥砂垢、混合垢，这些水垢等杂物在锅炉运行过程中不断脱落，而操作人员不按照规定定期、有效的排污，锅炉停炉时也没有采取人工除垢的措施，最终水垢堆积到锅炉筒体底部，影响锅炉传热，使温度不断升高，超过金属耐温限度，导致金属蠕变，并在锅炉压力作用下出现鼓包、穿孔、开裂现象。

具体来讲，此起锅炉鼓包事故的原因包括以下三点：第一，由于给水采用多泥砂、杂质的河水，且仅用水池作沉淀处理，没有采用锅外水处理措施，缺少对锅炉运行状况、水质分析化验等方面的检查和记录，也没有专业安排水处理人员负责给水方面的工作，导致给水质量没能得到保证；第二，操作工排污工作做的不全面、不彻底，仅仅依靠三天一次的频率进行排污根本无法保证水质，致使锅炉炉水碱度与pH值超出正常限度，产生大量水垢；第三，管理人员错误的使用除垢剂，将除垢剂的用法与防垢剂混为一谈，由于加入除垢剂后锅炉内的水垢脱落，水垢沉积在底部，影响锅炉内部的传热（水垢导热系数与钢板导热系数相比仅为几十分之一），热量无法继续传递，由于锅炉底部温度极高，得不到有效的冷却导致锅炉壁温升高，最终使锅炉金属在升温与压力的双重作用下出现鼓包变形，穿孔、开裂。

4 预防此类事故的措施
首先，企业必须强化锅炉管理，进一步完善安全管理制度，健全岗位、巡回检查、设备维护保养、水质管理、事故处理等制度，保证制度的严格执行和有效落实，提高管理、操作人员的自身素质。

其次，避免锅炉水垢的大量产生，在做好给水处理的基础上，定时排污，采用合理的排污措施，并结合锅炉运行情况进行洗炉。

再次，司炉工需要注意观察锅炉的运行情况，及时发现、解决异常问题，以免隐患最终酿成事故，控制不良影响免于进一步的扩大。

最后，需要加装钠离子水处理设备，对锅炉水侧定期做化学清洗，加强司炉人员的教育和培训，按照专人担任水质化验员，从设备、人员、技术、措施等各个方面保证锅炉的安全、稳定运行。

5 结论
综上所述，作为受压设备，锅炉在高温、高压的环境下工作，一旦烟气灰尘、水中杂质过多，对锅炉造成侵蚀，或是管理、操作不当，极易引导事故，不仅影响正常生产，甚至可能危及现场设备、人员的安全，造成极为恶劣的后果。

所以，管理、操作等人员必须加深对锅炉管理的重视，严格遵守管理、操作制度和规程，做好维护保养工作，为锅炉的安全、稳定、经济运行提供保障。

参考文献
[1]辽宁省质量技术监督局锅炉压力容器监察处编.司炉工读本.4版.北京：中国劳动社会保障出版社，2001.
[2]刘波.关于加强锅炉安全管理的几点建议[J].黑龙江科技信息，2007(14).
[3]吕建华.关于加强锅炉停炉保养安全管理的几点建议[J].黑龙江生态工程职业学院学报，2008(4).。