提高锅炉燃烧器前高炉煤气管道补偿器使用寿命的措施

孙斌 王东

摘 要：文章通过对锅炉燃烧器前的金属软管使用寿命短、腐蚀严重造成管道煤气泄漏、严重影响锅炉安全运行的情况进行原因分析，对管道中所使用的介质（高炉煤气）进行了取样化验，分析了煤气中所含元素对波纹材质为304不锈钢的金属软管造成的影响，提出了提高软管使用壽命的技术措施，应用于实践中，取得了不错的效果。

关键词：金属软管；补偿器；聚脲涂层

前言

型号为JG-150/3.82-Q的燃气锅炉自2007年5月投产运行，主要是为汽轮机提供蒸汽动力，在锅炉投产后一年多，经常出现燃烧器前的高炉煤气金属软管腐蚀严重、漏煤气，通过改变其类型及材质后使用寿命大大提高，锅炉运行情况良好。

1 现状及问题

宁波钢铁能环部热力鼓风机站2座锅炉燃烧器前原先所使用的是波纹材质为不锈钢304的高煤管道金属软管，由于其长期受高炉煤气冲刷，加剧了金属软管的腐蚀，最终造成高炉煤气泄漏，发生泄漏后必须立即停用切断该层燃烧器才能暂时消除安全隐患，影响了锅炉的使用效率。若在锅炉运行中进行检修作业，会有较大的检修风险（带煤气作业且空气会进入炉膛）。目前金属软管的使用寿命为1年左右（设计的正常使用寿命在2年以上），为减少检修次数，确保锅炉安全运行，必须减缓腐蚀，提高软管的使用寿命。

煤气系统原理简介：高炉煤气经煤气快切阀、调节阀流向锅炉一至五层四个角的高煤支管，经手动阀、电动阀、金属软管后进入炉膛燃烧。

2 原因分析

造成高炉煤气管道金属软管腐蚀严重的原因主要以下几点：

一是我公司所产出的高炉煤气中含有较高的氯、硫离子浓度，化验报告表如图1、图2所示，腐蚀性强。二是所使用的金属软管波纹材质为304不锈钢，耐氯化物腐蚀性不高。三是金属软管的安装长度为1.2米，其在加工工艺上采用的是两段0.6米长的波纹管通过焊接的方式拼装，中间多出来的这道焊缝也容易发生腐蚀泄漏。

图1 1#锅炉高煤成分化验单 图2 2#锅炉高煤成分化验单

表1

一般情况下，普通的不锈钢（304不锈钢）耐腐蚀性取决于铬的含量，因为在正常情况下不锈钢表面会生成一层极薄的、粘着性好的、半透明的氧化铬薄膜。这层膜一旦遭到破坏，钢中的铬与大气中的氧发生化学反应就能迅速地恢复这层薄膜，同时，机械损伤也能很快再生成一层保护薄膜。而我们公司的高炉煤气中却存在大量的氯离子。氯离子为活性离子，其活性高于O和H离子，更容易吸附在金属的表面，从而破坏不锈钢表面的保护层，被破坏的保护层部位常常为敏感部位（晶界＼晶格缺陷＼非金属夹杂物特别是S化物＼钝化膜的薄弱环节），部分被破坏部位将形成微小的孔，小孔内外会出现氧浓差电池，内部为贫氧区，为阳极，外部是富氧区为阴极，从而促进小孔内的腐蚀。

3 技术措施

使用耐氯化物腐蚀性能强的材料取代原金属软管。原来的高煤支管金属软管采用的是奥氏体304不锈钢材质，在常温下，在该浓度氯离子的作用下，对该材质的焊缝应力产生影响，最终造成腐蚀开裂，降低了其使用寿命，选用特殊材质的波纹补偿器，避免了原金属软管在加工上采用拼接工艺的不足，而且满足煤气管道横向、纵向膨胀量10cm的原设计要求，选用自由复式型补偿器，并对该补偿器进行了特殊处理：补偿器流道进行聚脲涂层，波纹材质采用254SMo。

通过以上措施，使得该补偿器具有如下的优点：（1）补偿量大，结构紧凑，耐氯化物腐蚀效果好，安装维修方便，这样就有效解决了原金属软管受高炉煤气腐蚀严重的问题，大大提高了其使用寿命，延长了维修周期，提高了锅炉的使用效率。（2）利用定、年修机会对补偿器内部进行检查、并定期进行壁厚监测，实施倾向管理。（3）将此类问题与炼铁厂沟通，尽量通过工艺改造，解决高煤煤气含氯离子高的源头问题。

4 实施效果

利用机组2013年和2014年两次锅炉大修的机会，将热力作业区2台150t/h锅炉的高炉煤气支管共计40根金属软管均按此方法进行了改造之后，运行至今，未发生腐蚀及泄漏的问题，利用定修机会对改造后的金属补偿器壁厚进行检测，与安装前的新的补偿器差不多，实施效果颇佳，有效延长了使用寿命，带来了很好的经济效益。

5 结束语

对锅炉燃烧器前的金属软管腐蚀严重造成煤气泄漏的故障原因分析及后续处理过程中，广大技术人员集思广益，通过对高炉煤气取样外委化验，分析氯、硫离子等元素的比重查找腐蚀的根源问题，并与原金属软管制造单位积极沟通，对产品在选型及加工工艺上的改变解决原技术上的难题，在使用过程中，精心关注波纹补偿器的使用情况，定期取样分析其劣化趋势，尽可能地提高其使用寿命，通过实践，逐步将此经验向高炉煤气管网区域推广。

参考文献

[1]李富科，金军.波纹膨胀节的设计[J].石油工程建设，2009（1）.

[2]周振丰，张文钺.焊接冶金与金属焊接性第二版[M].机械工业出版社，1998.

[3]冯德群，张蕾.电厂锅炉设备及运行维护[M].机械工业出版社，2012.