鍋爐低溫過熱器爆管事故檢查與分析

葛星垣

（太原鍋爐集團有限公司，山西太原030008）

鍋爐低溫過熱器爆管事故檢查與分析

葛星垣

（太原鍋爐集團有限公司，山西太原030008）

氧腐蝕在鍋爐運行中危害極大且具有隱蔽性。筆者從技術服務的實際案例出發(fā)，對氧腐蝕的形成機理、造成氧腐蝕的原因、產(chǎn)生的后果及處理措施等進行了闡釋，希望能對企業(yè)鍋爐產(chǎn)品的安全、穩(wěn)定運行有所幫助。

鍋爐；爆管；氧腐蝕；過熱器

某公司2臺TG-150/3.82-M型循環(huán)流化床鍋爐，分別在投入運行2～3個月后發(fā)生低溫過熱器爆管停爐現(xiàn)象，對企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益產(chǎn)生很大影響。我公司技術服務人員對其中一臺鍋爐進行了全面檢查，并在爆管位置進行了現(xiàn)場取樣，檢查結果如下：①鍋筒內(nèi)部四壁布滿鐵紅色Fe2O3附著物，如圖1所示；②省煤器進、出口集箱檢查，底部有大量的鐵紅色Fe2O3沉積物，如圖2所示；③除氧器出口管道裝設的溶解氧在線測量儀表顯示，當水溫為95.4℃時，溶解氧含量為376.9 μg/L，具體如圖3所示。

圖1 鍋筒內(nèi)部四壁鐵紅色Fe2O3附著物

圖2 省煤器進、出口集箱底部鐵紅色Fe2O3沉積物

圖3 溶解氧在線測量儀表顯示情況

1 現(xiàn)象分析

請中科院山西煤化所對從低溫過熱器爆管位置取樣的管內(nèi)垢樣進行了成分分析，結果顯示：Fe2O3含量為72.91%，SiO2含量為18.31%，鐵垢為垢樣的主要成分。為進一步分析鐵垢的來源，專門對鍋爐水樣進行了分析，結果顯示：爐水、飽和蒸汽中Fe含量都嚴重超標。與電廠相關專業(yè)人員座談了解，鍋爐給水溶解氧長時間嚴重超標，其造成原因有以下2個：①大部分凝結水經(jīng)冷渣機冷卻水系統(tǒng)后進入熱力除氧器，經(jīng)過低溫加熱器的只占很少一部分，致使凝結水進入熱力除氧器前溫度僅有60多度，使熱力除氧器溫度長時間達不到工作溫度，致使溶解氧嚴重超標；②空冷系統(tǒng)抽真空管上有多處漏點，使空氣直接溶入凝結水。

2 爆管原因與結論意見

正常運行情況下，由于給水采取了除氧措施，水中氧含量很低。由于給水溫度較高，少量的氧在給水管道中就已耗盡，不會對鍋爐造成危害。但在除氧器運行不正常時，給水中溶氧量增加，就會對過熱器、減溫器、省煤器乃至鍋筒造成嚴重氧腐蝕[1]。通過對爆管垢樣物的成分分析和對鍋爐給水溶解氧含量的測定，初步判斷此次爆管事故原因為鍋爐給水溶解氧引起的碳鋼氧腐蝕。

其機理為：Fe＋1/2O2+H2O→Fe（OH）2，由于溶解氧的原因，F(xiàn)e（OH）2會進一步被氧化為Fe（OH）3，隨著溫度、pH值、溶解氧含量等條件的不同，F(xiàn)e（OH）3可轉(zhuǎn)化為更復雜的腐蝕物，比如FeO、Fe2O3、Fe3O4等。這些腐蝕物會對金屬管壁造成2種影響：①在碳鋼金屬表面形成直徑不等的腐蝕坑陷；②由于飽和蒸汽中攜帶有氧化鐵垢（Fe3O4），在經(jīng)過低溫過熱器時氧化鐵垢析出，堵塞過熱器管排，管排長期超溫造成爆管。

由此得出2臺鍋爐低溫過熱器爆管停爐事故的結論意見，即鍋爐給水溶解氧長時間嚴重超標，造成鍋爐介質(zhì)側(cè)管內(nèi)金屬表面腐蝕，腐蝕物（Fe3O4）堵塞管排造成爆管。結論意見：氧腐蝕。

3 處理措施

經(jīng)總結，將處理措施概括為以下幾點：①要求用戶對過熱器進行反沖洗后，再對鍋爐重新煮爐、吹管，以去除爐內(nèi)鐵銹，使表面重新鈍化；②對鍋爐給水系統(tǒng)進行改造，將冷渣機冷卻水管道從給水系統(tǒng)中解除，提高低溫加熱器出水溫度，提高除氧器工作溫度，確保除氧效果；③強化對給水溶解氧測量裝置的監(jiān)測并加裝報警裝置，嚴格控制給水溶解氧含量；④以后運行過程中加強對爐水、飽和蒸汽含鐵量的化驗與監(jiān)控。

4 改造后的效果

通過對鍋爐給水系統(tǒng)的改造，使得低溫加熱器出水溫度升高，大大提高了除氧器的工作溫度，鍋爐給水溶解氧含量降低至10～20 μg/L之間[2]，從源頭上控制了氧腐蝕的因素。自此，2臺鍋爐再也沒有發(fā)生過由此引起的爆管現(xiàn)象。

5 結束語

通過對此次爆管事故的檢查、分析、處理，進一步認識到氧腐蝕對鍋爐安全運行的危害性，希望能借本文總結提醒鍋爐使用單位，重視對鍋爐給水溶解氧的處理、控制與監(jiān)測，以避免此類事故的發(fā)生，為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供保障。

［1］劉升泉，周金保.淺析鍋爐氧腐蝕的產(chǎn)生及控制［J］.中國井礦鹽，2001（5）.

［2］西安熱工研究院有限公司.GBT 12145—2008火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量標準［S］.北京：中國標準出版社，2008.

〔編輯：劉曉芳〕

TK223.3+2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.19.100

2095－6835（2017）19－0100－02