一起工業(yè)鍋爐鍋筒底部鼓包案例分析及預(yù)防建議

蔡麗霞

(福建省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院莆田分院，福建 莆田 351100)

長久以來，鍋爐作為工業(yè)的心臟，在莆田市被廣泛運(yùn)用。DZL型鏈條爐排鍋爐屬于臥式快裝蒸汽鍋爐，其結(jié)構(gòu)緊湊，便于運(yùn)輸，且具有安裝快捷、升火快、容易操作等優(yōu)點(diǎn)，非常適合中小型民營企業(yè)使用。不過，此類鍋爐也容易發(fā)生事故，其中以鍋筒底部鼓包事故發(fā)生較為頻繁、危害較大[1]。文中就一DZL型鍋爐鼓包情況進(jìn)行成因分析，提出相應(yīng)的預(yù)防措施、檢驗(yàn)意見，并提出了針對(duì)性的處理方法與建議。

1 基本情況

莆田市某企業(yè)有一臺(tái)額定蒸發(fā)量為4t/h的DZL4-1.25-WⅡ型蒸汽鍋爐，其額定壓力為1.25MPa。該鍋爐已經(jīng)使用了六年。根據(jù)檢驗(yàn)要求，福建省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院莆田分院于2017年6月對(duì)此鍋爐進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在鍋筒底部的水側(cè)一面，有大量的片狀水垢堆積（見圖1）。將水垢清理干凈后發(fā)現(xiàn)，鍋筒底部已經(jīng)出現(xiàn)了兩處鼓包變形（見圖2）：一處位于前管板的1025mm處，呈橢圓狀，約395mm×365mm大小，鼓包高度約為65mm；還有一處位于前管板的1825mm處，同樣呈橢圓狀，約395mm×330mm大小，鼓包高度約為70mm。經(jīng)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，鍋爐的鍋筒、水冷壁管、煙管及前后管板等主要受壓元部件結(jié)生水垢，垢厚約2mm～3mm。

圖1 鍋筒底部大量片狀水垢堆積

圖2 鍋筒底部兩處鼓包變形

2 原因分析

從檢驗(yàn)結(jié)果以及該鍋爐的水處理情況來看，筆者認(rèn)為，造成鍋筒底部鼓包主要有以下兩方面原因。

2.1 直接原因

快裝鍋爐的鍋筒底部，直接受高溫火焰的輻射，同時(shí)還受高溫?zé)煔獾臎_刷，當(dāng)鍋爐底部水側(cè)長時(shí)間結(jié)垢，由于水垢的熱阻為金屬材料的40～100倍，導(dǎo)熱性極差[2]，使?fàn)t壁無法及時(shí)散熱冷卻，導(dǎo)致壁溫超高，致使?fàn)t壁的金屬強(qiáng)度下降，當(dāng)鍋爐壓力超過了爐壁的屈服極限的時(shí)候，爐壁金屬就可能出現(xiàn)塑性變形，宏觀上表現(xiàn)為鼓包。

2.2 間接原因

2.2.1 DZL型鍋爐結(jié)構(gòu)缺陷

DZL型鍋爐爐膛較矮，燃燒無煙煤時(shí)，因無煙煤熱值高、火焰溫度高，爐膛較矮對(duì)燃燒不利，同時(shí)若水處理不到位，距離火焰過近的鍋筒發(fā)生鼓包的可能性較大。

2.2.2 鍋爐運(yùn)行管理不到位，水質(zhì)處理不理想

使用單位的鍋爐管理人員思想不重視、麻痹大意，鍋爐操作人員技術(shù)水平低下、責(zé)任心不強(qiáng)，可能造成鍋爐排污不科學(xué)或是不及時(shí)，水質(zhì)處理不佳，導(dǎo)致鍋爐的煙管、鍋筒及水冷壁管等主要受壓元件結(jié)生大量水垢。查閱該鍋爐半年內(nèi)比較有代表性的水質(zhì)檢測報(bào)告，其中，給水pH值（25℃）在6.5～6.9之間，比標(biāo)準(zhǔn)值（7.0～10.0）低；硬度均在1.0mmol/L～2.0mmol/L之間（水硬度標(biāo)準(zhǔn)≤4mmol/L），在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；鍋水全堿度在3.8mmol/L～6.4mmol/L之間，比標(biāo)準(zhǔn)值（8.0mmol/L～26.0mmol/L）低；鍋水酚酞堿度在2.9mmol/L～5.7mmol/L之間，比標(biāo)準(zhǔn)值（6.0mmol/L～18.0mmol/L）低；鍋水堿度pH值（25℃）在9.7～10.3之間，比標(biāo)準(zhǔn)值（10.0～12.0）低；水中的溶解固形物在3.3×103mmol/L～3.7×103mg/L之間，在標(biāo)準(zhǔn)值（≤5.0×103mg/L）范圍內(nèi)。從水樣化驗(yàn)結(jié)果看，給水pH值（25℃），鍋水的全堿度、磷酸根以及酚酞大度等，都沒達(dá)標(biāo)。只有給水硬度、鍋水溶解固形物兩項(xiàng)達(dá)標(biāo)。[3]（備注：該鍋爐的水處理方式為單純采用鍋內(nèi)加藥。）

3 處理意見

根據(jù)鍋爐檢驗(yàn)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要求企業(yè)請(qǐng)具備相應(yīng)資質(zhì)的修理單位按照修理方案對(duì)該兩處缺陷進(jìn)行挖補(bǔ)修理，根據(jù)鼓包周圍的材質(zhì)無損檢測結(jié)果以及硬度檢測結(jié)果，來確定挖補(bǔ)位置以及挖補(bǔ)尺寸，焊補(bǔ)板材的材質(zhì)與厚度應(yīng)與原鍋爐的相同，焊條應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)要求相符，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能投入運(yùn)行。[4]

4 預(yù)防措施

為避免再次發(fā)生類似事故，保證鍋爐安全運(yùn)行，應(yīng)做好以下預(yù)防措施：

（1）要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加強(qiáng)鍋爐的安全管理，嚴(yán)格做好鍋爐不處理工作，使水質(zhì)符合GB/T 1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》國家標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)安排排污時(shí)機(jī)與次數(shù)，做好鍋爐運(yùn)行的工作記錄[5]。

（2）鼓包挖補(bǔ)修理合格后，應(yīng)先進(jìn)行水垢清除后才可運(yùn)行，對(duì)從煙管上脫落下的水垢及水冷壁管上的水垢，要采用人工除垢的方法，及時(shí)進(jìn)行處理，以避免因鍋筒底部再次堆積水垢或水冷壁管被堵塞，再次引發(fā)鼓包變形或發(fā)生水冷壁管爆管事故。

（3）通過該事故案例，要加強(qiáng)對(duì)鍋爐管理人員的安全技術(shù)教育，提高操作人員的責(zé)任心與安全意識(shí)，以提升管理水平和司爐工的實(shí)際操作水平。

5 檢驗(yàn)建議

通過總結(jié)鍋爐檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際操作要求，文中對(duì)鍋爐檢驗(yàn)提出以下建議：

（1）在進(jìn)行鍋爐檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)隨身攜帶必要的檢驗(yàn)工具，包括手電筒、檢驗(yàn)錘、鋼卷尺、鋼板尺、焊縫尺、放大鏡以及數(shù)碼相機(jī)等，并做好檢驗(yàn)原始記錄。

（2）用鋼卷尺與焊縫尺，檢測出鼓包的具體位置，并測量出鼓包的變形范圍以及變形高度。

（3）對(duì)鼓包周圍進(jìn)行無損檢測，看是否存在裂紋，檢查挖補(bǔ)范圍是否需要擴(kuò)大，對(duì)變形的鼓包邊緣，用硬度計(jì)進(jìn)行硬度檢測，看變形邊緣的材質(zhì)，硬度有沒有下降，以確認(rèn)挖補(bǔ)修理范圍是否需要擴(kuò)大。

（4）對(duì)結(jié)垢厚度平均在1.5mm～2mm以上的鍋爐，要對(duì)前后管板以及水冷壁管進(jìn)行重點(diǎn)檢查，看是否存在管板裂紋、水冷壁管漲粗、鼓包爆管等。為此建議，在鍋爐運(yùn)行前，應(yīng)疏通水冷壁管，有條件的企業(yè)，可采用專業(yè)的洗管機(jī)，對(duì)水冷壁管進(jìn)行疏通。前后管板的煙氣側(cè)表面在清潔后，應(yīng)通過放大鏡進(jìn)行檢查，對(duì)可疑部位，務(wù)必作無損檢測，以確保沒有發(fā)生裂紋，避免存在安全隱患。

6 結(jié)語

鍋爐使用單位應(yīng)不斷加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行安全管理，通過強(qiáng)化鍋爐操作及水處理管理，來提高鍋爐管理及運(yùn)行操作等人員的專業(yè)技術(shù)水平、安全及責(zé)任意識(shí)，檢驗(yàn)人員也應(yīng)提升自身的檢驗(yàn)技術(shù)水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，以保證鍋爐的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]吳麗君.蒸汽鍋爐鍋筒底部鼓包事故的原因分析及處理[J].甘肅科技,2011,27(19):81-82.

[2]孫若銘.一起鍋爐鼓包事故的分析及處理[J].技術(shù)平臺(tái),2013,08:49-50．

[3]GB/T 1576-2008 工業(yè)鍋爐水質(zhì)[S].

[4]TSG G0001-2012 鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].

[5]甘軍軍.工業(yè)鍋爐鼓包變形案例探討[J].機(jī)電技術(shù),2012,35(3):146-147．