摘 要：本文主要探讨了我厂锅炉过热器爆管的几个原因，及如何在保证不影响产能的前提下有效避免再次发生。
关键词：干熄焦 过热器 爆管
1 前言
邯钢西区焦化厂主体工程建设4×42孔炭化室高7.0m焦炉，设计年产焦炭209.1万t。为回收红焦的显热，降低能耗，减少污染，提高焦炭质量，配套建有2套JNG90型干熄焦装置，设计最大干熄能力为140t/h，每套干熄焦年修周期为1年。2座干熄焦自2008年10月投产以来，先后发生8起过锅炉爆管事故，其中水冷壁爆管4次，过热器爆管4次。尤其是2#干熄焦锅炉过热器管在2011年12月份更换后，在2013年6月又出现爆管。本文结合邯钢干熄焦锅炉的实际运行情况，对锅炉前后几次过热器爆管的原因进行总结分析，并提出了改进措施。
2 过热器爆管的原因分析
2.1管外壁烟气腐蚀
我厂锅炉经过几次爆管发现，炉管泄漏原因均为管外壁黄色硫化物腐蚀（见图1），主要发生在一次除尘器出口挡墙下侧与锅炉上部水冷壁前墙区域。此区域通常为循环风背风侧，焦粉、水汽及腐蚀性气体容易在此聚集结露。我们通过现场检查时发现，水汽来源主要为炉顶水封槽及一次除尘紧急放散水封，而硫的来源主要为焦炭含硫。
我厂干熄炉装入装置水封槽由于发泡管设计不合理，造成在空气入口部位气体压力大，汽泡充足，而到管末端却由于气压不足几乎没有汽泡。长时间运行后末端管发泡孔被焦粉堵塞，水封槽内焦粉沉积较厚，造成内壁局部高温而拉裂泄漏（见右图2），即使人工清理也无法保证受热均匀。然而在发泡管前端气压相对较大，每次装焦开盖时，气泡的冲击力将槽内水溅入干熄炉内，往往引起预存室内H2含量突然上涨，压力波动较大，受炉顶水封槽漏水影响，干熄炉出口H2含量较高。同时由于炉温控制不均，造成焦炭挥发份偏高，可燃气体在干熄炉内析出较多，2013年上半年我厂焦炭质量见下表（月平均）。
焦炭质量 | 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 |
挥 发 份 | 1.35 | 1.41 | 1.33 | 1.31 | 1.38 | 1.40 |
硫 份 | 0.93 | 0.94 | 0.89 | 0.91 | 0.95 | 0.97 |
配合煤含硫 | 1.18 | 1.11 | 1.15 | 1.13 | 1.19 | 1.15 |
表中可看出，我厂焦炭挥发分偏高、含硫也高于国家二级冶金焦标准(1)<0.80%，甚至在公司优化配煤结构降本增效过程中，较长时期内配吃了硫份高、挥发分高的乌海煤，焦炭含硫连续均高于1.0，再加上焦炉非正常检修时，由于炉温控制不合理，造成焦炭在干熄炉内进行二次炼焦时析出硫份较高(2)，大量的含硫可燃气体在通过一次除尘区域时大部分被导入的空气燃烧成CO2 、硫化物和H20，这些气体在通过过热器时，一部分汇集到东墙背风低温处受温差影响瞬间冷凝。同时，我厂一次除尘水封槽因运行时间长，出现内壁泄漏，槽内水漏入循环气体可直接进锅炉（见图3），加剧了这一现象的形成。
以上这些都导致水汽直接与炉管接触，在锅炉死角区域及炉管背风侧与焦粉一起积聚。同时由于腐蚀剂溶解以及温度和烟气介质成分显著变化等因素，造成过热器管保护膜被破坏，再加上循环烟气中所含焦粉的磨损作用，这种将大大加速了金属管壁的减薄速度，当含硫水汽在此冷凝时便形成灰下腐蚀。
2.2管内电化学腐蚀
锅炉除盐水的水质好坏，是锅炉安全运行的重要环节。我厂用除盐水由公司能源中心提供，其采用离子交换与膜渗透相结合工艺原理的一级除盐水，水质见右表。
2.3锅炉设计上的缺陷
我厂锅炉过热器炉管采用的是耐高温、耐磨、抗氧化的合金材料，材质为12Cr1MoV，表层喷涂材料为普通NiCr耐高温材料，这种表层喷涂材料在持续950℃以上高温时硬度值大大降低，极容易被焦炭或焦丁磨损。同时由于2011年底2#干熄焦检修工期紧张，要求供货时间短，在备件到厂后并未在做任何处理即开始安装。这就导致局部部位因出厂不合格或运输使用不当造成表层喷涂的损坏。
3 改进措施
3.1水封槽改进措施
为了避免水封槽内水进入循环气体中，我厂在此次检修中将水封槽进行找平，并更换其下部耐材及陶瓷纤维毯。重新改进发泡管，原为3根半环形管，现改成4根半圆型不锈钢管，同时发泡孔设计为从始端至末端空隙变大，以适应气压的递减。结构设计上，我们摒弃了原有水封槽I+I型底部焊接方式，改成U型冲压板结构，接触高温焊口大大减少。工艺上还加大了人工清理水封槽力度，由每班2次改成2小时一次，确保水封槽内壁受热均匀。针对紧急放散水封泄漏，在更换水封槽、确保水封压力的同时，将原设计溢流管位置改低，有效防止水泄漏进循环系统。
3.2焦炭质量的提高措施
同时加大炉温的管理考核力度，不仅将K均K安纳入正常考核范围，还对标准温度的改进进行摸索，将原来机焦侧标准温度上调了5℃，有效地提高了焦炭质量。
3.3锅炉炉管的改进
同时为了防止焦粉冲刷，过热器吊顶管外壁采用耐热不锈钢半圆管覆盖，增加耐磨强度。管束弯头处采用挡板（图4），减少烟气对管道的冲刷。
3.4锅炉水质的控制措施
为尽可能避免水质含氧所带来的炉管损坏，我们通过反复摸索将除氧器排气量调整到最佳开度，同时加大二甲基酮肟、磷酸三钠药剂调节，使给水溶解氧含量在15 ug/l以下。锅炉排污方面，制定了排污具体措施，加大每班排污频次，增加连排量。同时我厂正积极准备解决减温水调节管道改造，确保减温水质能达到二级除盐水要求。
4 结语
干熄焦锅炉属中压锅炉，危险性相对较高。在运行过程中需要充分考虑上述炉管腐蚀、爆漏的原因及预防措施，可有效地解决余热锅炉炉管腐蚀、爆漏的问题，大大缩短维修周期、延长锅炉使用寿命、降低干熄焦余热锅炉的使用成本。
【2】张伟林，炼焦煤与焦炭含硫转化关系的研究【J】煤炭科学技术.2008
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