热水锅炉短期鼓包成因及应对措施正式样本
基于案例的锅炉鼓包事故原因分析及修理方案

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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。
工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例分析及预防方法

工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例分析及预防方法摘要:本文分析了锅炉内部检验过程中查明的一起工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例,为了能够在未来有效地避免该类似问题地出现,本文将综合长时间检验实践经验,从锅炉的设计制作、水质处置、操作流程等层面分析引发该事故地原因,接着再提出针对性地预防措施,希望能够给同行带来一定的参考价值。
关键词:工业锅炉;锅筒;底部鼓包;开裂;案例;措施建议1引言长期以来,锅炉属于工业的重要组成部分,在我国获得了较为普遍地应用,DZL型链条炉排锅炉是一种卧式快装蒸汽锅炉,它的实际结构较为严密,且易于运载,再加上装配便捷,升火快,易于操作等等,因此越来越受到了我国中小型民营公司地应用,但不容忽视的是,该锅炉也极易出现不良故障,比如说锅筒底部鼓包事故屡屡出现,基于此,本文将就某工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例展开详尽分析,并给出针对性的预防措施建议,希望能够给同行带来一定的参考价值。
2案例情况某企业拥有额定蒸发量即4吨/小时的蒸汽锅炉,它的额定压力大约为1.25MPa。
且这一锅炉已经投入应用七年,依据检验需求,查明在锅筒底部的水侧一边,存在一系列的片状水垢累积。
而相关人员清理完表面后,发现锅筒下端产生了一个鼓包变形问题。
这个鼓包处在锅筒中部的位置,表现为椭圆形,尺寸为395毫米×365毫米,而鼓包高度大概是65毫米,如图1。
通过进一步核查发现,锅炉锅筒、水冷壁管等重要受压元部件都已经生成了水垢,而垢的大约厚度为2毫米至3毫米。
图1 锅筒鼓包状态3工业锅炉锅筒底部鼓包开裂原因分析从核查结果以及该锅炉的水处置状况来说,可以将工业锅炉锅筒底部鼓包开裂原因归结为如下几个方面,具体如下。
3.1直接原因分析快装锅炉的锅筒下端,在很大程度上受到高温火焰的影响,而且还受到高温烟气的影响,如果锅炉下端水侧长期结垢之后,因为水垢的热阻是金属材质的四十倍,甚至是一百倍,导热性相对不佳,这就导致炉壁很难在第一时间内散热冷却,使得壁温上升,造成炉壁的金属强度降低,如果锅炉压力大于炉壁的屈服最大值,那么炉壁金属就很容易产生塑性变形问题,整体呈现为鼓包。
锅炉锅筒鼓包原因分析及预防

锅炉锅筒鼓包原因分析及预防2010年在对我市某化工企业一台2T/H的卧室快装锅炉进行内部检验时,发现锅筒底部距前管板750mm处有一个400×350mm、高度为30mm的鼓包,。
锅炉受压部件水侧水垢厚度(3-4)mm,锅筒底部尤其是鼓包区域堆积大量水垢片,最高堆积厚度达150mm左右。
炉膛内鼓包外表面有明显的氧化皮,厚度为1.0mm左右(其中鼓包顶部氧化皮厚度为1.5mm),经锤击脱落。
经测厚发现鼓包处壁厚减薄明显,其中厚度最薄处位于鼓包的顶部3(如图1),壁厚为10.2mm,该台锅炉型号为DZL2-1.0-AⅡ,2008年12生产,锅筒直径为1620mm,长度为3240mm。
锅筒材质为16MnG,壁厚为14mm。
图11.2图1为切割下来的锅筒钢板,其中3为鼓包区域,2和4为鼓包边缘区域,1和5为未鼓包区域。
图2 锅筒鼓包处内外部及邻近区域布氏硬度图2为鼓包处及邻近区域硬度测试曲线,一般16MnG经热轧或正火处理后的布氏硬度在150~200之间,从图2中可知,锅筒内部的布氏硬度在整体较锅筒外部高8.5HB,鼓包处外部抗拉强度,由经验公式求得约为σ b min=3.45×118=407.1MPa,比16MnG材质正常的抗拉强度值(σb=525MPa)低117.9MPa,下降了22.5%。
通常材料的抗拉强度只允许下降5%。
1.3 化学成分分析使用Arc-Met8000光谱仪,对锅筒鼓包处的内外面进行光谱分析,结果表明:锅筒外部鼓包处的C含量最低,仅0.126%,而该锅筒的原始C含量为0.15%,脱碳较为严重。
而锅筒外部较锅筒内部脱碳更严重,这与外部直接受炉膛的高温火焰加热有关,由于C含量下降较多,导致材料的强度下降明显。
1.4 金相分析对鼓包区及鼓包邻近区域进行金相分析,如图3a、b所示。
图3 锅筒鼓包处及邻近区域显微组织分析表明,远离鼓包区域,组织较为正常,为均匀分布的F+P,硬度稍微下降,有轻微的条带状和撕裂状痕迹,珠光体球化轻微;处于鼓包边缘区域的金相组织出现明显的偏析,条带状和撕裂痕迹非常明显,硬度下降幅度较大,部分组织表面有氧化痕迹,部分珠光体球化严重;处于鼓包区域的金相组织大部分是铁素体,锅筒外部过烧较严重,晶界模糊,部分组织颜色发蓝发红,珠光体大部分球化,导致力学性能恶化,微观组织有被撕裂的痕迹,强度下降,表明该处长期承受了A c3左右的高温。
一台SZL4-1.6-AⅡ(S)型锅炉锅筒鼓包开裂原因分析及处理措施

一台SZL4-1.6-AⅡ(S)型锅炉锅筒鼓包开裂原因分析及处理措施一、引言SZL4-1.6-AⅡ(S)型锅炉是一种常用的工业锅炉,具有结构紧凑、安全可靠、高效节能等特点。
由于长期高温高压运行,锅炉锅筒鼓包开裂问题成为影响其正常运行的重要因素之一。
本文将通过对一台SZL4-1.6-AⅡ(S)型锅炉锅筒鼓包开裂原因进行分析,并提出有效的处理措施,以期为类似问题进行指导和参考。
二、问题描述SZL4-1.6-AⅡ(S)型锅炉锅筒鼓包开裂是指锅炉锅筒在长期运行中出现鼓包并伴随着开裂的现象。
这种问题不仅会影响锅炉的正常运行,还可能导致安全隐患,因此需要及时排查原因并采取有效的处理措施。
三、问题原因分析1. 高温腐蚀高温是引起锅筒鼓包开裂的主要原因之一。
在长期高温下,锅筒内部受到高温腐蚀,导致金属材料的强度下降,从而出现鼓包并最终开裂的情况。
2. 热应力锅筒在长期高温高压状态下,会受到来自内部压力和温度变化的热应力。
如果热应力超过了金属材料所能承受的范围,就会导致锅筒鼓包和开裂。
3. 不良焊接锅筒的焊接问题也是导致鼓包开裂的原因之一。
如果焊接质量不达标或者焊接工艺不当,就会导致焊缝处的应力集中,从而引发开裂现象。
四、处理措施1. 加强监测对于锅筒鼓包开裂现象,首先要加强监测,定期对锅筒进行检查,及时发现鼓包和裂纹的情况,以便及时采取处理措施。
2. 控制温度针对高温腐蚀和热应力问题,需要合理控制锅炉的运行温度和压力,避免过高的温度和压力对锅筒造成损害。
3. 提高材料质量选择高质量的金属材料,以及采用先进的材料加工工艺,可以提高锅筒的耐高温、耐压能力,从而减少鼓包开裂的风险。
4. 加强焊接质量管理对于锅筒的焊接工艺和焊接质量,需要加强管理和监督,确保焊接质量符合标准要求,避免因焊接问题导致鼓包和开裂。
五、结论SZL4-1.6-AⅡ(S)型锅炉锅筒鼓包开裂问题是一个复杂的工程问题,需要综合考虑材料、工艺、温度、压力等多个因素。
论锅炉锅筒底部鼓包原因及处理

论锅炉锅筒底部鼓包原因及处理摘要:通过一台在用蒸汽锅炉锅筒底部发生鼓包事故,阐述了锅炉锅筒底部鼓包从检验、修理、原因分析以及使用单位管理等方面的预防措施。
关键词:锅炉;鼓包;检验;修理;原因;措施前言:锅炉是工业生产和居民生活供暖的重要设备,在运行时会因为操作和管理不当而出现各种事故,其中锅筒底部鼓包事故比较典型,危害性也比较大。
因此,分析锅筒底部鼓包原因、采用合理的修复方法以及制定预防性措施对防止事故扩大有很重要的意义。
1事故处理概况1.1设备事故概况:2015年9月我市某服装水洗公司一台DZL4-1.25-WⅡ蒸汽锅炉,在运行时,司炉工从后炉门清理炉灰发现该锅炉锅筒底部发生鼓包,随即停炉,并请我院人员进行检验。
1.2现场管理情况调查该锅炉生产于2012年3月份,于2012年6月监检验收合格并投入运行,锅筒材质为20g。
咨询该公司管理人员得知:该锅炉未装设锅外水处理设备,且公司未按照锅炉运行管理的有关规定进行管理维护,没有配备专职水处理化验员,该公司选用的是水井水源,为地表浅水,水硬度大,水中泥沙多,经过水泵抽取到沉淀池,简单沉淀后直接给锅炉供水;取样化验,其给水硬度是1.21mmoI/L,高于GB/T1576-2001《工业锅炉水质》标准40多倍。
2鼓包的检验我院人员在待锅炉完全冷却后,进行内部检验,重点检查了鼓包位置,以分析鼓包的程度。
2.1我院人员对鼓包进行了一下的检验项目:2.1.1首先确定鼓包位置,测量它的几何尺寸,从内外侧进行测量;确认鼓包中心距前管板560mm,鼓包呈椭圆型,面积(长度×宽度):360×900mm,鼓包高度为45mm。
2.1.2确定水垢厚度;打开人孔发现:锅炉主要受热面水侧普遍结有水垢厚3—5mm不等,且锅筒底部水侧积存大量白色膏状水垢。
2.1.3测量鼓包中心金属残余厚度及筒壁正常厚度,未发现异常。
2.1.4宏观检查后使用MT进行检测是否有裂纹,检测结果未发现裂纹。
一起锅筒鼓包事故的分析修复和防范
收稿 日期 :0 0- — 8 2 1- 4 2 - 0 作者简介 : 革 (9 7 , ( 林 16 一)男 壮族 )广西武鸣人 , , 工程师 , 锅炉和压力容器检验师 , 现主要从 事特种设 备的安全性 能检验 。
10 6
《 装备制造技术) O 1 2 l 年第 7 期
从对该锅炉进行检验的结果和现场调查情 况来 安全监督管理部 门批准 。 看, 导致鼓包事故发生的主要原因是 : () 3 根据《 锅炉定期检验规则》 2 o ) 2 条规 (O o第 O () 1 锅炉的水处理设施损 坏后 , 没有及 时修 复 , 定 , 修理完成后 , 须经 当地特种设备检验人 员应对修
3 修复措 施
( ) 据金 相 检验 和 超声 波 测厚 结 果 得 出 , 1根 变形
5 结束语
锅 筒 产 生鼓 包 事 故 的 主要 原 因是 由于锅 炉 水 质 区域的材质 已变质 , 厚度小于设计最小需要壁厚 , 无 不合格 , 排污量不够 , 在锅 筒底部形成 了水垢 , 破坏 法采用加热顶压工艺 , 使锅筒恢复原样 。所 以, 根据 了热传递。为 了保证锅炉的安全运行 , 使用单位必须 《 炉定期检验规则 》2 0 ) l 条规定 , 锅 (0O 第 9 对锅筒底 严格执行国家有关规定 , 确保锅炉水质合格。 部的鼓包部位采用挖补方法进行修复。
锅筒产生鼓包 , 虽然属于锅炉的一般事故 , 如 但 果未及 时发现并采取正确措施 ,会导致当锅 筒壁厚 继续减薄到一定的厚度 ,此时的强度达不到工作压 力下要求 的强度 , 在工作压力及工作温度下 , 锅筒筒
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图 1 锅炉锅 筒鼓 包形状图
身破裂 , 蒸汽压力瞬间降为 0 产生剧烈爆炸 , , 因而具 有极 大 的危 害 性 。
锅炉鼓包挖补检修方案
遵义森泰环保新型延材有限公司DZL6-1. 57锅炉检修方案受遵义森泰环保新型建材有限公司委托,我单位承接该公司DZL6-1.57型卧式快装链条锅炉2台的锅筒鼓包挖补,现将该锅炉的修理方案报告如下:二、概述:1>遵义森泰环保新型建材有限公司:DZL6-1.57- WI【型卧式快装链条锅炉2台,经遵义市特种设备检验所检查(GGN2013-028-053),及现场复查,发现制造编号为11974 锅炉锅筒底部距前管板约l・6m、锅筒环焊缝处、有一面积为200X 100mm的4个鼓包点, 高约20mm,最小壁厚17 mm:从锅炉正前右起第6根水冷壁管爆裂;编号为11975的锅炉锅筒底部距前管板约l・4m、锅筒环焊缝处、有一面积为210X220mm的6个鼓包点, 高约20mm,最小壁厚17 mm。
2、分析原因有如下儿点:①、水处理不好或操作不当;②、排污管在锅壳筒体下部,离受热集中处较远,不利于沉淀物排除;③、锅壳本身结构的缺陷,锅炉烧肚皮,锅壳下部外侧受到火焰辐射和烟气冲刷,使锅筒大面积过热,强度降低,当工作压力高于锅筒金属的屈服强度时,筒体受火面可能产生塑性变形,内侧水渣易积淀而造成鼓包。
综合以上原因,锅炉在运行中造成锅筒鼓包,现对其鼓包进行挖补修复。
三、挖补修理方案:(1)、锅筒挖补面积:1、山于鼓包点的面积与该锅炉最近的两排水冷壁管只有20mm,挖补后焊缝将与管焊缝重合,不能满足工艺要求:需将鼓包点周圉的两排水冷壁管同时挖掉;同时,该锅炉锅筒鼓包面积较大,作业时应尽量考虑焊接与无损检测的正常操作2、对编号为11974锅筒底部鼓包点检查,该锅筒底部需挖掉面积为1100mm (纵向)*580mm(横向),左右水冷壁管(①57*3.5)共12根;对编号为11975锅筒底部鼓包点检查,该锅筒底部需挖掉面积为1600mm (纵向)*580mm (横向),左右水冷壁管(① 57*3.5)共18 根;(2)、材料选配、检验、验收:根据锅炉资料:锅炉的锅筒材质Q345R,选用相同材质的钢板Q345R做作备用。
一起卧式锅炉锅筒鼓包事故的原因分析及预防措施
科学与财富一、问题的提出近期,我们在对一台DZH4-1.25-AII型锅炉进行内部检验时,发现该锅炉存在以下问题:1.锅筒结硬水垢2-3mm,且锅筒底部有大量垢渣堆积,厚度为180mm。
2.锅筒底部距离前管板880mm处,发现一直径300mm鼓包,鼓包高度为21mm。
3.无专职水质化验员及水质化验记录。
二、原因分析该台锅炉是2004年5月8日制造的活动炉排锅炉,水处理方式采用锅内加药,经对锅炉水质进行检测,给水硬度为6,炉水碱度为8.5,PH值为9.0。
鼓包处厚度=10mm(原锅筒厚度为12mm)。
查阅使用单位相关资料发现,该单位未配专职水处理人员,未对司炉人员进行业务培训指导,司炉人员未按相关操作规程进行定期排污,做好水质化验记录。
由于锅筒底部堆积大量脱落的水垢未及时清除,该鼓包处于炉膛高温辐射区域(炉膛温度在900℃左右),热传导不畅,是锅筒底部受热不均匀,造成局部过热。
当壁温超过锅筒材料的允许使用温度时,金属就会因过热而产生蠕变,从而导致鼓包的产生。
修理方法:1.锅炉制造单位可以安装、修理、改造本单位制造的锅炉,使用单位可以由取得特种设备安装、修理、改造的单位进行相应的修理工作。
2.修理单位在维修工作前,按照相关安全技术规范做出修理方案等工作,并按有关规定办理告知手续,同时向取得特种设备检测许可的检验检测机构提出监督检验申请。
3.鼓包补板材料及焊接材料在使用条件下应具有足够的强度、塑性、韧性以及良好的抗疲劳性能。
受压元件与受压元件焊接的承载购件钢材应当是镇静钢,室温夏比冲击吸收能量(KV2)不低于27J,室温断后伸长率(A)应当不小于18%。
该单位所用修理材料委托修理单位从原锅炉制造单位购进,与原材料一致(原材料GB713-2008.牌号为Q245R),按照材料采购技术要求,在材料单位制造单位进行了验收,并且在检验报告上进行了见证签字。
且实物标识清晰、齐全。
满足材料质量证明书的要求。
质量证明书与实物相符合。
一起锅炉鼓包事故的原因及预防-精品文档
一起锅炉鼓包事故原因及预防0引言长期以来,锅炉作为一种特种设备,在我市有着广泛运用,给经济生活带来极大发展、便利同时,各种事故也时有发生。
尤其是DZL 型快装蒸汽锅炉锅筒底部鼓包缺陷,危害较大。
本文就一起鼓包情况、发生原因、处理方法以及预防措施作以介绍,希望能对用户安全管理使用有启迪借鉴作用。
1 事故概况设备事故概况:2007年8月27日,我市某宾馆一台蒸汽锅炉司炉工在运行时发现该锅炉锅筒底部发生鼓包,立即停炉,并申请我中心人员进行检验。
设备状况:锅炉型号DZL4-1.25- WⅡ,生产日期1999年05月,锅筒材质20g 锅筒直径?恚?800 水处理方式锅外。
2 检验情况我院人员在待锅炉完全冷却后,进行内部检验,重点检查了鼓包位置,以分析鼓包程度。
(1)鼓包位置,测量它几何尺寸,从内外侧进行测量;确认鼓包中心距前管板780mm(下部环缝600mm),鼓包呈椭圆型,面积(长度?宽度#?000mm,鼓包高度为34mm,鼓包外表面有明显氧化皮,厚度为1.5mm左右(鼓包处氧化皮达2.5mm),鼓包顶部过热。
(2)水垢厚度;打开人孔发现,锅炉主要受热面水侧普遍结有水垢厚2-4mm不等,且锅筒集箱积存40mm渣垢。
(3)测量鼓包中心金属残余厚度及筒壁正常厚度,未发现异常。
(4)宏观检查后使用MT进行检测,检测结果未发现裂纹。
(5)硬度测定:鼓包变形部位,硬度基本正常,筒体无异常。
(6)其它:锅炉水处理设备失效、排污阀泄漏、炉墙损坏。
3 缺陷产生原因(1)锅炉经营管理人员对安全认识不足,企业对安全生产重视不够,安全投入不够;(2)司炉工责任心不强,没有定期排污、排污阀失修;(3)锅炉安装缺陷:锅炉前低后高;(4)锅外水处理设备失效,锅炉给水不合格。
安装时本体未做到前高后低,造成锅炉排污排不畅,致使锅筒底部积聚大量水垢与泥沙堆积物;随着锅水蒸发、浓缩,水中盐类物质浓度逐渐加大蒸发面上析出沉淀,形成水垢;锅炉给水设备设备损坏,锅炉工未进行定期排污,在排污阀损坏情况下不能及时排除锅内形成水渣,聚集成二次水垢,最终造成锅筒底部严重结垢;由于锅炉底部水侧大量结垢、泥沙堆积物,而水垢、泥沙堆积物导热性极差,是锅炉钢板数百分之一,这样锅筒金属壁温不能及时有效传导给锅水,得到冷却,壁温超过允许温度,金属强度下降,随着长时间传热恶化,温度上升,强度急剧下降,金属已不具有原来强度,金属晶体发生塑性流动直至变形。
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前言20xx年春节前后,枣庄市相继发生数十起热水锅炉鼓包事故,其中有八起鼓包锅炉出自某一结构,同年3月8日,枣庄市某学校又一该结构热水锅炉在使用仅6个月后发生锅筒鼓包、局部裂纹以及水冷壁管堵塞渗漏事故。
给推广使用这一结构类型锅炉蒙上了阴影,笔者作为多年从事锅炉与水处理检验的技术人员从该台锅炉的使用管理与锅炉结构入手,通过分析论证,发现鼓包锅炉普遍存在着一些共性问题。
1 锅炉基本状况经查:该台锅炉为20xx年9月由我省某市锅炉厂生产的DZL2.8-0.7/95/70-AII型热水锅炉,炉膛两侧布置有长、短水冷壁管,左右烟室后部还各有两根后水冷壁管(以下将水冷壁管简称为壁管),长、短及后壁管从集箱上交叉引出焊接在锅筒上,短壁管插入锅筒下部纵轴线两侧240mm处,长、短壁管之间形成的空间密封绝热后组成左右第二回程烟室;锅内定期排污装置为管式纵向吸污管,吸污管由焊接在锅筒底部的前后支座固定,吸污管下侧开有两排直径为12mm吸渣孔(锅炉结构见示意图)。
锅炉结构示意图该锅炉于20xx年11月下旬安装,12月份开始投用,至20xx年3月份出现鼓包事故,连续运行时间仅6个多月;炉膛情况检查:后拱端以前的锅筒腹部设有厚约80mm,长约1.6m绝热层,第二回程烟室底部皆为绝热层覆盖,炉膛后拱上部比正常后拱加厚约150mm;检查中发现,在第二回程烟室绝热层、锅筒绝热层及前、后拱端部都伴有较严重结焦。
锅筒鼓包处检查,鼓包起始于锅筒腹部绝热层终止处,长约300mm、宽约100mm、高度约25mm~30mm。
检查中还发现在正对锅筒鼓包左侧已有一根短壁管发生胀粗渗漏。
进入锅筒腰孔检查,发现锅筒底部有厚约60mm 水渣,锅内、集箱内、长短壁管内及烟管可见部位结垢厚度为0.5mm~1mm之间不等,未发现受热部件严重结垢情况;对距鼓包中心约450mm吸污管后支座焊根检查,发现有两条交叉热裂纹存在;对长、短壁管全面做堵塞情况检查,发现在正对锅筒鼓包左右侧各有两根壁管在下部弯曲处堵塞(含前面提及的左侧渗漏一根短壁管)。
2 事故原因检查化验分析2.1 短壁管异物堵塞导致管内水流停止并加剧锅筒工作条件恶化堵塞的短壁管处于炉膛火焰辐射热区,堵塞部位处于烟室下部管子弯曲的起始部位,该部位水流阻力大,极易产生水垢或造成管子堵塞。
为弄清堵塞原因,首先从水处理设备检查着手。
经查:该卫校所用水处理设备属顺流再生交换器,为锅炉出厂所带附机;对交换器接管及安装情况检查,其外观质量符合要求;对充装树脂质量、数量检查,其树脂出厂见证资料齐全,树脂高度占交换器长度的2/3,在视镜的中间部位;查阅该校水处理分析记录:其原水总硬度为10.5mmo1/1,总碱度为4.6mmol/1,锅炉被给水硬度为2mmol/1~3.5mmol/1(碱度的基本单元为:HCO₃-、OH-、1/2CO₃2-;硬度的基本单元为:1/2Ca2+、1/2Mg2+,下同);锅水PH值为8.5~9。
对爆破及堵塞的短壁管割管检验,发现在管子弯曲部位均被白色物堵死,堵塞长度近150mm,对堵塞物检查,发现堵塞物比较疏松,经敲打很快有钢丝清除。
取堵塞物在10%盐酸中进行溶解试验,堵塞物溶解并不剧烈,无大量汽泡出现,说明水垢不是以碳酸盐为主。
但从垢样色泽看,其为硫酸盐或硅酸盐水垢的可能性很小,为慎重起见,向垢样溶液中又加入了10%氯化钡溶液,但未发现大量白色沉淀物生成;另取垢样溶液100ml向其中加入20ml氟化氢溶液也未发现有效溶解现象,也排除了堵塞物是硫酸盐或硅酸盐水垢的可能。
为弄清可疑堵塞物的来源,组织了对司炉操作人员的详细询查,他们讲20xx年春季对锅炉采取石灰干保时,发现有石灰粉化后溢入锅内,并进行了清除,但对管内情况未进行认真检查。
因此,可以说石灰的进入导致了个别管子的局部堵塞,并造成管内水流速的减弱和停滞。
而管壁的冷却能力下降,又加速了水垢的生成,于是造成了部分短壁管的全部堵塞。
在锅炉结构中锅筒短壁管的设置是锅炉安全运行的重要保证,管内水的快速流动对搅动锅内积渣,冲刷、冷却锅底起着极其重要的作用。
当短壁管工作正常时,既使锅内积存一定厚度的水渣,锅筒也不会因此出现鼓包事故;但当部分短壁管发生堵塞,管内水流减弱或停止后,未予进行绝热而完全置于辐射热区的锅筒在积存一定厚度的水渣时,锅筒下部钢板工作环境则加速恶化。
所以,短壁管的部分堵塞直接导致并加速了锅筒鼓包事故的发生。
2.2 水处理方面影响虽然本台锅炉水处理质量未使锅炉出现大范围严重结垢,但给水硬度较严重超标,锅水PH值不合格,在引起这次短壁管爆管及锅筒鼓包事故中仍占有较大的份量,据统计,该类型鼓包锅炉普遍存在给水硬度严重超标问题,其给水硬度严重超标会造成以下严重后果。
(1)水硬度过高加剧了短壁管堵塞的速度GB1576-2001《工业锅炉水质》规定承压热水锅炉给水硬度≤0.6mmol/1,目的是防止热水锅炉严重结垢,造成锅炉受热承压部件过热鼓包等事故,但目前仍有不少热水锅炉使用单位存有麻痹思想认为热水炉出水温度95℃以下,给水硬度高一些问题不大。
枣庄地处矿区,原水硬度较高,用自来水做水源的原水硬度已达10.5mmol/L,对于流再生交换器一级处理给水硬度达标已属困难,如不重视水处理工作,给水硬度严重超标,在管子受辐射热或内有异物时,管内热水就会发生汽化,从而会使锅炉承压部件严重结垢,并导致管子堵塞、过热而鼓包。
此台锅炉短壁管的堵塞过热及爆破,给水硬度过高对已不畅通的管孔起到了快速填充的作用,若此台锅炉安装运行初期给水硬度控制在GB1576-2001规定范围之内,则管内金属面会比较平滑,使遗落的石灰不存或少存成为可能,或在锅炉运行初期脱落,从而起到避免短壁管堵塞爆破事故出现的时间,避免锅筒底部出现的鼓包事故。
(2)水硬度过高造成了炉筒大量片状水渣的沉积从本台锅炉锅内清除的水渣中发现,水渣多为烟管较簿的水垢脱落沉积而成。
烟管属对流受热面,受热不严重,管外水温低,水流冲刷力度大,故水垢容易脱落。
检查发现每块水垢表面积比较大,约30×20(mm²)左右,由于管式排污吸污口小,难以将其有效排出锅外。
而当给水硬度符合标准时,结垢物质很少,热水锅炉由于基本不存在锅水的蒸发与浓缩,因而锅水杂质不会因溶解饱和而沉淀,少量沉淀的污物当锅水PH值符合标准时其粘性小、流动性较好,多为粒状物,只要司炉工正确排污,就会通过排污管排出锅外,或通过系统管道上的除污器而排出,而此台锅炉由于给水硬度超出标准3~6倍,使锅内烟管结垢,但由于给水硬度小于碱度,水垢为碳酸盐成份,垢样较薄,吸附力也较弱,容易在锅内较高速水流的冲刷下片状脱落而沉积在锅底,而锅水PH值的不达标,使水渣的流动性较差,固不能有效的排出锅外。
加上此处未进行绝热,当水渣积到一定厚度时,此处锅底短壁管又发生堵塞时,水流无法对锅筒底部进行冲刷使有效冷却,造成此处钢板过热、钢板许用应力降低,当达不到承受能力,出现塑性变形,而发生鼓包,而统计显示,枣庄鼓包的锅炉中,锅内都存在较大厚度的片状水渣。
2.3 锅炉结构本身存在的不足锅炉厂为了防止热水锅炉鼓包及短壁管结垢爆管事故的出现。
在制造锅炉时,分别在锅筒下腹部1600mm辐射受热面加上了绝热层,也在短壁管组成的烟室下部统统设置了绝热层,并采取了加厚后拱等一系列措施。
经计算,这一措施,使锅炉辐射受热面减少了近1/2,第二回程烟室的设置又使炉膛的容积大大减小,从而提了锅炉炉膛容积热强度。
从下面炉膛容积热强度的计算公式中可以看出上述结构对炉膛容积热强度的影响。
qv=Bqd/V式中:qv——炉膛容积热强度;B——单位时间耗煤量;qd——燃料的低位发热量;V——炉膛容积。
从上式可以看出,由于锅筒绝热层的增加,第二回程烟室的设置及后拱的加厚,使炉膛容积V大大减小,炉膛容积热强度qv增大。
炉膛容积热强度qv增大及辐射面的减少造成了炉膛排烟温度的升高与超标,烟尘熔化而导致绝热层结焦,炉拱结焦。
结焦一方面使炉膛容积热强度qv进一步增大,更严重后果是恶化了锅炉未予绝热受热面的工作条件。
当给水硬度超标时,受热面会快速结垢,当锅筒水渣积存到一定厚度时,从而导致承压部件因快速过热发生变形鼓包。
值得注意的是:以焊接方式与锅筒底部联接的引污管后支座,焊接根部的开裂也是由于工作条件恶化因过热及传热不良引起的。
3 应对措施针对本锅炉查出的问题,为避免类似事故的出现,在保证锅炉基本结构不变的同时,对我市该类型锅炉提出了以下应对措施:1、严格控制锅炉给水及锅水PH值,使其符合国标要求;2、拆除锅筒腹部拱端1600mm绝热层,以降低锅炉炉膛容积热强度;3、将烟室短壁管由下面绝热密封改变成上面绝热密封,以增加炉膛辐射受热面,并降低锅炉炉膛容积热强度;4、拆除锅内管式排污管及支座,磨平支座底部焊肉,以增加对不同水渣污垢的适应性,并消除由支座引起的过热裂纹因素;5、在锅内前端距锅底30mm 处自锅内回水管引一长约1000mm向后冲刷管,以搅动锅底积渣并提高后部排污效果。
4 有益的启示引起锅炉事故的因素不是孤立的,相互间有着密切联系。
在这起锅炉事故中,短壁管堵塞、锅筒底部积渣、炉拱墙严重结焦是引起这起事故的三个原因。
本台锅炉石灰堵塞短壁管是引发锅筒鼓包的先决条件,锅炉水处理效果差及锅炉结构方面存在的问题间接促进并引发了锅筒鼓包事故的发生。
通过对此事故的分析,相信20xx年6月1日国务院《特种设备安全监察条件》正式实施后,必将对促进锅炉检验事业的发展,对特种设备的安全运行和检验人员技术水平的提高产生深远影响。
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