論述廢熱鍋爐換熱事故的原因及對(duì)策

王瑞廣

摘 要：本文主要研究了廢熱鍋爐的換熱效果，簡(jiǎn)要分析了廢熱鍋爐管板與換熱管開(kāi)裂原因，簡(jiǎn)要敘述了薄管板廢熱鍋爐裂管的處理、耐火澆注料的選取及廢鍋殼程的清洗，介紹了新型純氧制氣水管、熱管復(fù)合式廢熱鍋爐，希望能起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：鍋爐；換熱；事故

中圖分類號(hào)：TK228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）20-0251-01

1 前 言

在廢熱回收過(guò)程中，廢熱鍋爐是起到主要作用的，在過(guò)去，玻璃制品在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的很多余熱廢氣經(jīng)過(guò)煙囪直接排入到大氣中，造成環(huán)境污染和能源浪費(fèi)，我們利用廢熱鍋爐將余熱回收利用，不僅降低了耗能成本，而且解決了環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)也將公司效益提升。

2 廢熱鍋爐管板與換熱管開(kāi)裂原因分析及處理

2.1 設(shè)備安裝原因

大溫差變化的設(shè)備安裝時(shí)要求設(shè)備一側(cè)的底座可以隨溫差變化而移動(dòng)，如因經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)備底座和基礎(chǔ)之間假裝的鐵片不符合安裝標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備由于溫度的變化而膨脹，如果焊死設(shè)備底座與基礎(chǔ)和墊鐵，那就徹底限制了設(shè)備自由伸縮，這也是設(shè)備故障的原因。

2.2 設(shè)計(jì)制造原因

在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，如果在經(jīng)驗(yàn)不足的情況下，自行將參數(shù)進(jìn)行竄改，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備在使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。

在設(shè)備制造時(shí)，如果廢鍋出口管板與換熱管焊縫出現(xiàn)大面積開(kāi)裂，個(gè)別焊口管與焊口出現(xiàn)完全脫開(kāi)現(xiàn)象，這就說(shuō)明設(shè)備在制造過(guò)程中是有問(wèn)題的，在中壓容器制造標(biāo)準(zhǔn)要求中，要求換熱管與管板之間在焊接之前應(yīng)先進(jìn)行脹接，如果出口換熱管實(shí)測(cè)內(nèi)徑尺寸為負(fù)偏差，就證明廢熱鍋爐在制造過(guò)程中存在一定問(wèn)題。

2.3 焊接質(zhì)量與操作原因

在飛起鍋爐制作期間一旦出現(xiàn)焊接問(wèn)題，很可能是管板與換熱管口上或焊口附近存在開(kāi)裂問(wèn)題。2002年之后，廢鍋超負(fù)荷運(yùn)行的原因在于硝銨裝置生產(chǎn)壓力較大，較容易出現(xiàn)調(diào)解不及時(shí)情況，超溫的廢鍋出口氣體溫度在設(shè)計(jì)值范疇上嚴(yán)重超標(biāo)，上述問(wèn)題才是管板焊接開(kāi)裂的主要原因。

廢熱鍋爐管板與換熱管焊口開(kāi)裂的處理，首先采取手工砂輪機(jī)對(duì)漏點(diǎn)逐個(gè)打磨革除裂紋，打出焊接坡口，然后用焊條對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行焊接，焊接完成后，使用水壓2.5MPa實(shí)驗(yàn)裂口處無(wú)泄漏，最后用氣焊烤把對(duì)整個(gè)廢鍋出口管板作150℃熱處理，最后完成對(duì)廢鍋的修復(fù)工作。

3 廢熱鍋爐換熱事故的原因分析

3.1 熱管外壁結(jié)垢原因分析

對(duì)廢熱鍋爐用DW2進(jìn)行了水質(zhì)分析，其結(jié)果為基本合格。對(duì)垢樣進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，主要是硫酸鹽、鐵銹、碳酸鹽及硅酸鹽綜合垢。造成換熱管大面積結(jié)垢的原因是在修復(fù)轉(zhuǎn)化氣對(duì)流段翅片管時(shí)，檢驗(yàn)單位在翅片管內(nèi)塞了陶纖，過(guò)后沒(méi)有徹底清理干凈。轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段翅片管廢鍋與轉(zhuǎn)化氣廢鍋共用一個(gè)汽包F105，對(duì)流段翅片管廢鍋的鍋爐水是通過(guò)P101APB泵強(qiáng)制循環(huán)供水，陶纖料不可能沉積在翅片管內(nèi)。通過(guò)熱力自循環(huán)的轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐E101，底部排污口對(duì)流段翅片管內(nèi)沉積大量陶纖維，而且在高溫作用下，雜志沉積凝固堆積，極難將結(jié)晶的白色粉末排盡。

3.2 換熱管裂紋分析

保護(hù)板變形、材料變化處即是管板間耐火澆注料與進(jìn)氣端保護(hù)板脫落處，也同樣是進(jìn)口保護(hù)管退出、盤(pán)曲變形、開(kāi)裂處，這些問(wèn)題都是從廢熱鍋爐的耐火澆注料、換熱管、保護(hù)板及保護(hù)管的損害情況分析可知的。環(huán)向裂紋與徑向裂紋是換熱管出現(xiàn)裂紋的兩種常見(jiàn)現(xiàn)象，焊接最單薄的區(qū)間。焊接最薄弱部位即是換熱管出現(xiàn)裂紋，是環(huán)向裂紋的多發(fā)處。

澆注料質(zhì)量是否過(guò)關(guān)，關(guān)系著廢熱鍋爐投運(yùn)狀態(tài)情況，澆注料質(zhì)量不合格，容易出現(xiàn)耐火澆注料效果差，進(jìn)口管箱頂部溫度超過(guò)預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。換熱管允用應(yīng)力取決于耐火澆注料的選擇以及施工合格程度，管板處耐火層局部脫落，高溫轉(zhuǎn)化氣沖擊管板及換熱管，使其溫度升高，直接影響耐用情況。當(dāng)換熱管、澆注料、保護(hù)管及保護(hù)板被高壓蒸汽加溫，即高壓鍋爐水從裂紋或裂縫處進(jìn)入管程產(chǎn)生的高壓蒸汽使火澆注料脫落；換熱管局部環(huán)向裂紋或斷裂的原理即是冷熱作用下的盤(pán)曲、變形、質(zhì)變，管板受高溫轉(zhuǎn)化氣體侵蝕。換熱管進(jìn)氣端面產(chǎn)生徑向裂紋。

4 廢熱鍋爐換熱事故的處理辦法和規(guī)避辦法

4.1 耐火澆注料的處理

4.1.1 耐火澆注料的澆注

嚴(yán)格規(guī)范耐火澆注料的澆注流程，對(duì)澆注層的制模、保護(hù)管的安裝、澆注料的拌制以及澆注料的養(yǎng)護(hù)等制定嚴(yán)苛的施工規(guī)定，在施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)行質(zhì)量監(jiān)控，保證施工質(zhì)量合乎要求。

4.1.2 耐火澆注料的選取

耐火澆注料的選擇也是非常重要的，對(duì)于設(shè)備修復(fù)是很關(guān)鍵的。如果使用氧化鋁空心球輕質(zhì)隔熱澆注料，耐火度及抗壓強(qiáng)度都較低，不能滿足轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐的使用要求。

4.2 廢熱鍋爐殼程的化學(xué)清洗

可以采用化學(xué)方法對(duì)結(jié)垢進(jìn)行清洗，保證設(shè)備使用周期。

4.3 使用純氧制氣水管、熱管復(fù)合式廢熱鍋爐

這是一項(xiàng)新興技術(shù)，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺憾，這項(xiàng)新技術(shù)是以一種純氧制氣水管、熱管復(fù)合式廢熱鍋爐，包括筒體、中壓蒸發(fā)器和低壓蒸發(fā)器，筒體的頂部設(shè)置有煙氣進(jìn)口，筒體的底部側(cè)面設(shè)置有煙氣出口，筒體內(nèi)安裝中壓蒸發(fā)器，中壓蒸發(fā)器位于筒體的上部，中壓蒸發(fā)器連接中壓汽包；位于中壓蒸發(fā)器下方的筒體內(nèi)安裝低壓蒸發(fā)器，低壓蒸發(fā)器連接低壓汽包；低壓蒸發(fā)器與中壓蒸發(fā)器之間的筒體內(nèi)安裝低壓過(guò)熱器，低壓過(guò)熱器與低壓汽包相連接，筒體的底部?jī)?nèi)安裝軟水換熱器，軟水換熱器分別與中壓汽包和低壓汽包相連接。本實(shí)用新型利用水管和熱管換熱面的不同的優(yōu)勢(shì)，克服高溫爆管、低溫酸性腐蝕、等難題，保證鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，從而保證造氣爐的穩(wěn)定生產(chǎn)。規(guī)避了傳統(tǒng)設(shè)備的問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，目前傳統(tǒng)的余熱回收設(shè)備因高溫、磨損、腐蝕等原因，很難維持未定的運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行周期也不長(zhǎng)，影響造氣爐穩(wěn)定生產(chǎn)；同時(shí)蒸發(fā)壓力偏低，余熱回收不能得到充分利用。新型鍋爐的應(yīng)用，很好的規(guī)避了這些問(wèn)題，同時(shí)提升了生產(chǎn)效率，增加了企業(yè)收入。

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收稿日期：2018-6-11