提高鍋爐燃燒器前高爐煤氣管道補償器使用壽命的措施

孫斌 王東

摘 要：文章通過對鍋爐燃燒器前的金屬軟管使用壽命短、腐蝕嚴重造成管道煤氣泄漏、嚴重影響鍋爐安全運行的情況進行原因分析，對管道中所使用的介質(zhì)（高爐煤氣）進行了取樣化驗，分析了煤氣中所含元素對波紋材質(zhì)為304不銹鋼的金屬軟管造成的影響，提出了提高軟管使用壽命的技術措施，應用于實踐中，取得了不錯的效果。

關鍵詞：金屬軟管；補償器；聚脲涂層

前言

型號為JG-150/3.82-Q的燃氣鍋爐自2007年5月投產(chǎn)運行，主要是為汽輪機提供蒸汽動力，在鍋爐投產(chǎn)后一年多，經(jīng)常出現(xiàn)燃燒器前的高爐煤氣金屬軟管腐蝕嚴重、漏煤氣，通過改變其類型及材質(zhì)后使用壽命大大提高，鍋爐運行情況良好。

1 現(xiàn)狀及問題

寧波鋼鐵能環(huán)部熱力鼓風機站2座鍋爐燃燒器前原先所使用的是波紋材質(zhì)為不銹鋼304的高煤管道金屬軟管，由于其長期受高爐煤氣沖刷，加劇了金屬軟管的腐蝕，最終造成高爐煤氣泄漏，發(fā)生泄漏后必須立即停用切斷該層燃燒器才能暫時消除安全隱患，影響了鍋爐的使用效率。若在鍋爐運行中進行檢修作業(yè)，會有較大的檢修風險（帶煤氣作業(yè)且空氣會進入爐膛）。目前金屬軟管的使用壽命為1年左右（設計的正常使用壽命在2年以上），為減少檢修次數(shù)，確保鍋爐安全運行，必須減緩腐蝕，提高軟管的使用壽命。

煤氣系統(tǒng)原理簡介：高爐煤氣經(jīng)煤氣快切閥、調(diào)節(jié)閥流向鍋爐一至五層四個角的高煤支管，經(jīng)手動閥、電動閥、金屬軟管后進入爐膛燃燒。

2 原因分析

造成高爐煤氣管道金屬軟管腐蝕嚴重的原因主要以下幾點：

一是我公司所產(chǎn)出的高爐煤氣中含有較高的氯、硫離子濃度，化驗報告表如圖1、圖2所示，腐蝕性強。二是所使用的金屬軟管波紋材質(zhì)為304不銹鋼，耐氯化物腐蝕性不高。三是金屬軟管的安裝長度為1.2米，其在加工工藝上采用的是兩段0.6米長的波紋管通過焊接的方式拼裝，中間多出來的這道焊縫也容易發(fā)生腐蝕泄漏。

圖1 1#鍋爐高煤成分化驗單 圖2 2#鍋爐高煤成分化驗單

表1

一般情況下，普通的不銹鋼（304不銹鋼）耐腐蝕性取決于鉻的含量，因為在正常情況下不銹鋼表面會生成一層極薄的、粘著性好的、半透明的氧化鉻薄膜。這層膜一旦遭到破壞，鋼中的鉻與大氣中的氧發(fā)生化學反應就能迅速地恢復這層薄膜，同時，機械損傷也能很快再生成一層保護薄膜。而我們公司的高爐煤氣中卻存在大量的氯離子。氯離子為活性離子，其活性高于O和H離子，更容易吸附在金屬的表面，從而破壞不銹鋼表面的保護層，被破壞的保護層部位常常為敏感部位（晶界＼晶格缺陷＼非金屬夾雜物特別是S化物＼鈍化膜的薄弱環(huán)節(jié)），部分被破壞部位將形成微小的孔，小孔內(nèi)外會出現(xiàn)氧濃差電池，內(nèi)部為貧氧區(qū)，為陽極，外部是富氧區(qū)為陰極，從而促進小孔內(nèi)的腐蝕。

3 技術措施

使用耐氯化物腐蝕性能強的材料取代原金屬軟管。原來的高煤支管金屬軟管采用的是奧氏體304不銹鋼材質(zhì)，在常溫下，在該濃度氯離子的作用下，對該材質(zhì)的焊縫應力產(chǎn)生影響，最終造成腐蝕開裂，降低了其使用壽命，選用特殊材質(zhì)的波紋補償器，避免了原金屬軟管在加工上采用拼接工藝的不足，而且滿足煤氣管道橫向、縱向膨脹量10cm的原設計要求，選用自由復式型補償器，并對該補償器進行了特殊處理：補償器流道進行聚脲涂層，波紋材質(zhì)采用254SMo。

通過以上措施，使得該補償器具有如下的優(yōu)點：（1）補償量大，結(jié)構(gòu)緊湊，耐氯化物腐蝕效果好，安裝維修方便，這樣就有效解決了原金屬軟管受高爐煤氣腐蝕嚴重的問題，大大提高了其使用壽命，延長了維修周期，提高了鍋爐的使用效率。（2）利用定、年修機會對補償器內(nèi)部進行檢查、并定期進行壁厚監(jiān)測，實施傾向管理。（3）將此類問題與煉鐵廠溝通，盡量通過工藝改造，解決高煤煤氣含氯離子高的源頭問題。

4 實施效果

利用機組2013年和2014年兩次鍋爐大修的機會，將熱力作業(yè)區(qū)2臺150t/h鍋爐的高爐煤氣支管共計40根金屬軟管均按此方法進行了改造之后，運行至今，未發(fā)生腐蝕及泄漏的問題，利用定修機會對改造后的金屬補償器壁厚進行檢測，與安裝前的新的補償器差不多，實施效果頗佳，有效延長了使用壽命，帶來了很好的經(jīng)濟效益。

5 結(jié)束語

對鍋爐燃燒器前的金屬軟管腐蝕嚴重造成煤氣泄漏的故障原因分析及后續(xù)處理過程中，廣大技術人員集思廣益，通過對高爐煤氣取樣外委化驗，分析氯、硫離子等元素的比重查找腐蝕的根源問題，并與原金屬軟管制造單位積極溝通，對產(chǎn)品在選型及加工工藝上的改變解決原技術上的難題，在使用過程中，精心關注波紋補償器的使用情況，定期取樣分析其劣化趨勢，盡可能地提高其使用壽命，通過實踐，逐步將此經(jīng)驗向高爐煤氣管網(wǎng)區(qū)域推廣。

參考文獻

[1]李富科，金軍.波紋膨脹節(jié)的設計[J].石油工程建設，2009（1）.

[2]周振豐，張文鉞.焊接冶金與金屬焊接性第二版[M].機械工業(yè)出版社，1998.

[3]馮德群，張蕾.電廠鍋爐設備及運行維護[M].機械工業(yè)出版社，2012.