SZL型燃煤锅炉运行现状分析

文 _ 王超群 三角轮胎股份有限公司

我公司现有锅炉3台，分别为SZL10-1.25-AⅡ10T锅炉2台、SZL10-2.5-AⅡ10T锅炉1台，2007年5月投用。

3台锅炉整体运行情况是：提供斜交工程胎除氧站蒸汽、斜交工程胎硫化外温蒸汽（此两项占蒸汽总用量30%以上）、垫带/胶囊蒸汽（占蒸汽总用量20%左右）、内胎蒸汽（占蒸汽总用量40%），以及密炼/轮胎翻新蒸汽等。其中前两项蒸汽使用位置距离锅炉30～50m，后三项距离锅炉500～600m，只要斜交工程胎硫化内、外压升温，就会造成总蒸汽用量、压力瞬间出现较大波动。非冬季投入1台锅炉满负荷运行，另1台低负荷运行，运行负荷在20%～50%；冬季严寒时期，2台锅炉同时运行，第3台锅炉间歇性运行，运行负荷0%～50%。另外，锅炉前期水处理没有配套使用除氧器，现运行锅炉只有软化水处理装置。

现总结锅炉近年来运行状况及出现的一些问题，对其产生原因进行分析并提出解决措施。

1 锅筒内壁、水冷壁管氧腐蚀

1.1 运行现状

2013年3月下旬，1号锅炉上水管出现泄漏，经停运检查，上、下锅筒都不同程度存在氧腐蚀状况，出现圆坑状斑点，腐蚀呈均匀分布。上锅筒腐蚀更为严重，最深腐蚀6mm，直径Φ15mm，5个；腐蚀深度2～3mm，直径Φ15mm，14个；腐蚀深度1～2mm不计其数。其它2台锅炉和1号锅炉运行状况差不多。

同时对胀粗、泄漏的水冷壁管进行割除检查，管内见数个宽2～8mm，深0.5～1.8mm，长3～13mm不等的腐蚀凹坑。腐蚀凹坑面周围管壁内结有一层约0.8～1.2mm的锈红色硬垢层，并有明显垢层脱落痕迹。

1.2 原因分析

1.2.1 运行过程氧腐蚀

由于3台锅炉没有配备除氧设施，因此在运行过程中，没有经过除氧的软化水进入锅炉后，在水温不断升高的情况下，氧会因溶解度减小自水中逸出，腐蚀锅炉冷壁管、炉筒内壁。

1.2.2 停炉氧腐蚀

3台锅炉始终有1台处于热备用状态，为保证锅炉能够迅速投入使用，上锅筒水位保持在2/3以上。停炉以后，随着压力、温度的降低，锅炉中的水蒸气凝结成水，空气中的氧气在有水分的情况下，很容易对金属表面产生腐蚀。

1.3 解决措施

1.3.1 运行过程除氧

(1)热力除氧

热力除氧器在我公司广泛应用，斜交工程胎过热水硫化工艺工作要求除去水中氧分。热力除氧效果比较好，补给水经热力除氧后，水中溶解氧可降低到0.05mg/L以下。

(2)化学除氧

化学除氧主要采用添加亚硫酸钠来进行。我公司锅炉使用软化水一度使用亚硫酸钠除氧，除氧速度快、效率高，可在较低温度下进行。

1.3.2 停炉除氧

为了防止或者减轻锅炉停用腐蚀，公司采用湿法停炉保护措施。其方法是将锅炉内充满压力为0.3～0.5Mpa、除过氧分的软化水或含碱的水溶液，避免空气漏入腐蚀。

2 锅炉爆管

2.1 运行现状

2012年11月，对1号锅炉年度例行检查中发现，1根水冷壁管（Φ51x3）上端弯管处管壁肿胀4mm，下管壁厚度2.4～3.1mm不均（图1）。

2013年6月下旬，1号锅炉上水管出现泄漏，将漏水区域保温层打开，检查发现1根水冷壁管（Φ3）上端弯管处爆管，外观爆口26mm（图2）。

图1 水冷壁管胀粗

图2 水冷壁管弯管处爆管

2013年1号锅炉数次出现水冷壁弯管处腐蚀泄漏情况，每次爆管会造成锅炉停机7d以上，严重耽误生产。

2.2 原因分析

图3可见，SZL10-1.25(2.5)AⅡ锅炉循环回路由锅筒、下联箱、上升管（水冷壁管）、下降管组成。在此闭合回路中，水循环方式靠上升管与下降管之间水密度差来进行。进入锅炉前的软化水经省煤器加热达到90℃，经水泵加压到达锅筒。锅筒上部为蒸汽、下部为水，液态水密度较大，沿炉外下降管到下联箱。下联箱内的水受热面加热，再通过炉内上升管进入锅筒，实现循环流动。为了使锅炉安全可靠运行，所有受热面都应得到水足够的冷却，如果在受热的上升管中间出现水流动停滞、汽水分层等现象，管壁水膜将遭到破坏，受热面可能因超温或热疲劳而导致爆管。

图3 锅炉循环回路示意图

公司3台锅炉中，无论何时都有其中1台蒸汽出口量仅为定值的10%～50%，出汽量波动、汽速不均。上升管与下降管之间水密度差变小，水冷壁管内壁冷却水膜汽化，管壁瞬间受到极大热负荷，水管变形、鼓包甚至爆破。由于缺水引起的爆管，破口呈纵向破裂，破口锐利，同时有周长增粗现象。

爆管的根本原因是锅炉燃烧工况频繁启停，压力波动大，出力不足，使管壁金属的温度发生交替变化，管壁金属交替膨胀或收缩，产生交变热应力，产生蠕变、胀粗。

2.3 运行措施

由于生产安排等方面原因，3台锅炉中始终有1台运行负荷低，造成水冷壁管经常性爆管，解决生产供汽需求合理搭配是关键因素。

建立严格的维修保养检修规程，做好割管、换管记录，并建立技术档案。对受热面管壁进行蠕胀、变形和腐蚀等情况进行定期检查。

3 超压带水

当锅炉蒸汽带水过多，容易在管路弯头处产生水击，发生震动，锅炉带水会将水中的盐分带入管道，长时间会对管路造成腐蚀。

3.1 运行现状

锅炉既要满足近距离斜交工程胎硫化过程中打内压（需用大量过热水补充）消耗大量1.15MPa饱和蒸汽，硫化罐（机）升外温消耗大量0.8MPa饱和蒸汽。同时，而又要保证长距离输送的饱和蒸汽到达胶囊/垫带、内胎机群满足硫化使用压力（分别为1.1MPa和0.95MPa）。此时，为迅速满足生产需求，往往出现1台锅炉超负荷、超压运行的情况。

3.2 原因分析

随着锅炉工作压力的提高，炉水对应的饱和温度也随之提高。炉水的分子热运动加强，分子之间的作用力减弱，蒸汽密度增加，炉筒内蒸汽空间的小水滴数量增多。同时，随着锅炉工作压力的提高，蒸汽的密度增加，而炉水的密度却在下降，蒸汽和炉水的密度差减少，蒸汽携带水滴的能力增强。

除了以上原因，造成锅炉蒸汽带水还有其他方面：

① 3台10t锅炉汽水分离器采用多孔挡板式分离器，水平加装在蒸汽空间内，在蒸汽出口同时加装多孔顶帽式分离器。汽水分离器缩小了蒸汽空间，蒸汽中的水滴会随蒸汽一起被带走。上锅筒水位运行过程中过高，人为造成蒸汽空间减小，也会使蒸汽带水。

② 锅炉超负荷运行，蒸汽流量大、流速快，也容易造成蒸汽带水。

③ 当斜交工程胎硫化同时打内压或升外温时，锅炉瞬间汽压下降，使炉水急剧汽化，蒸汽也易带水。

3.3 锅炉蒸汽带水解决措施

锅炉应在正常水位运行，锅筒高水位会减少蒸汽空间，出现蒸汽带水；锅炉用水要保证水质达到锅炉的使用要求，使排污量在锅炉蒸发量的5%左右；在运行中尽量避免超负荷运行和瞬间汽压下降，减少蒸汽带水情况的出现。

4 受热面结焦

4.1 运行现状

烟气含有灰分等固体杂质，还含SO2、H2S、Hcl等有害性气体。3台锅炉经过一段时间运行后，需定期到炉膛内清理水冷壁、燃烧室、锅筒等受热面上焦垢。由于结垢块较大，需要破碎才能从人孔取出。当水冷壁管结焦后，受热面吸热效果变差，炉膛出口烟温升高。

4.2 原因分析

4.2.1 炉膛水冷壁结焦

在炉内高温燃烧区，燃煤中的易熔灰分处于熔融状态，当这些黏结性很强的熔化灰粒接触到受热面管子（或锅筒）就会结焦。炉内水冷壁结焦，要及时清理，否则会影响锅炉热效率。

4.2.2 高温对流受热面结焦

当烟温高于700～800℃时，煤灰中钠、钾等碱金属的化合物和硫酸盐以及部分碱土金属化合物，已处于熔化状态，当接触到壁温低于烟温的受热面管子（锅筒）表面上，凝结固化，形成高温结焦。

4.3 运行措施

降低受热面结焦的具体控制调整措施主要有：①调整用煤标准，控制细度、灰分，限制挥发分最低含量，会使受热面结焦减轻。②及时清除锅炉各受热面部位结焦，及时清理省煤器管、对流管受热面积灰。③稳定燃烧、定期排污，严禁超负荷运行，保持汽温、汽压在额定范围内。

5 结语

公司3台锅炉在运行过程中带来的氧腐蚀、爆管、超压带水和结焦等问题，如不能彻底解决，将影响锅炉安全运行和热效率。因此，首先要保证锅炉水质标准到达使用要求，还要在运行过程中确保连续性，尽量避免超压或低负荷运行，减少蒸汽带水情况的发生，更好地为生产服务。

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