锅炉烟管泄漏事故的原因分析及处理

马丁

摘 要：对600MW亚临界汽包炉烟管泄露事故进行检验，分析出现事故的原因，并基于事故出现的原因提出相应的解决措施，能有效预防事故的再次出现，产生不良影响。

关键词：600MW亚临界汽包炉 烟管泄露 事故原因 事故处理

中图分类号：TM621文献标识码：A文章编号：1003-9082（2019）10-0215-02

锅炉烟管泄漏事故的出现会引发严重的后果，对600MW亚临界汽包炉使用过程中出现的烟管泄露事故进行探究，能优化设备的安全运行效果，避免造成巨大的经济损失和安全损失，维护设备的高效稳定运行。

一、事故概况

1.事故经过

在某厂一台600MW亚临界汽包炉运行的过程中，出现了烟管泄露的事故，形成极低水位，引发了自动停炉的问题。按照事故报告，600MW亚临界汽包炉在运行方面曾经出现过保温层外大量渗水的问题，对设备进行观察，能看到在后烟箱外侧以及右侧孔位置上还存在明显的流水痕迹，在发现600MW亚临界汽包炉烟管泄漏事故的情况下，其他设备仍然保持正常运行。

2.600MW亚临界汽包炉基本情况

600MW亚临界汽包炉是采用美国燃烧工程公司的引进技术设计制造的，锅炉整体为亚临界参数、四角切向燃烧方式、控制循环、单炉膛平衡通风、露天布置、泉港框架的汽包炉。从600MW亚临界汽包炉投入使用后，在本厂中已经累计运行了2745小时。锅炉制作方面所采用的主体材质为P295GH，烟管设计规格为φ89×3mm，对锅筒参数进行分析，其长度、外径分别为7056mm、4200mm，炉胆的长度和内径分别为6196mm、1615mm。在锅炉投入使用的情况下，原始材料齐全，属于已经完成定型的产品，并且安全性能监督检验达到合格标准。

二、事故检验

在出现了600MW亚临界汽包炉烟管泄露的问题后，对事故进行检验，重点对破口烟管实施宏观检查，并针对烟管测厚、内壁、后烟箱等进行集中检查，对锅炉烟管泄露的情况做出客观判断。

1.破口烟管宏观检查

对宏观检查结果实施整合分析，能看出在烟管的第三回程最下部位置上出现了严重腐蚀的情况，烟管壁薄，在明显高于后烟箱底部的位置上有两根烟管，并且两根烟管距离后烟箱底部约10mm的距离，烟管底部腐蚀情况最明显，上部腐蚀情况相对较轻[1]。在检查过程中观察破口的位置，可以发现其位于烟管右侧位置上，相距后管板大约30mm范围内，破口处烟管金属层出现了变形，向烟管内部变形的态势明显，并且在破口处烟管出现了溃疡状的腐蚀问题，存在明显的垢渣堆积现象（见图1）。相对而言，左侧烟管没有出现破口的问题，但是表面与右侧烟管存在明显的相似性，被腐蚀的问题严重。

2.烟管测厚情况

按照测定工作得到的结果，在锅炉烟管中靠近后管板位置上金属壁出现了明显减薄的问题，并且烟管底部位置减薄的情况更加严重。此外，观察右侧锅炉烟管，发现破口位置四周金属壁仅有1.0mm，破口处壁厚明显偏低，受到外侧水压的影响，必然会出现短时间破裂的情况。对相邻其他烟管进行检查，并未发现有明显的异常问题。

3.烟管内壁检查情况

在对烟管内壁实施检查后，能看到第三回程最底部的位置上出现泄漏事故的烟管减薄部位表面不平整，溃疡状明显，并且在底部形成了较多的水垢，也能清晰看到流水的痕迹，这些水垢和流水痕迹并未对烟管内壁造成巨大的破坏，经过检查后也没有发现明显的腐蚀现象。

4.后烟箱检查情况

在对600MW亚临界汽包炉后烟箱进行检查，整合检查结果可以看出锅炉制作方面在烟箱底部使用了一整块钢板，在周围都使用了耐火性较好的材料完成砌筑工作，在顶部则设置了与节能器联通的出口，排水口的位置放置到后烟箱的正中位置上，排水管向外延伸，伸出烟箱底部钢板15mm的长度，采用焊缝连接的方法，烟箱底部处于第三回程最低的两根烟管出现了严重腐蚀的情况，烟箱内仍然存在明显的積水问题[2]。对积水线的痕迹实施分析判断，可以判定积水深度一般保持在30mm左右，并且在测定积水的pH数值后发现为4.0。在对排水管进行检查后，看到排水管位于烟箱底部的位置上，存在严重的堵塞情况。后烟箱内壁、节能器底部都存在明显的锈垢，管板外壁锈垢的情况也较为严重。

5.垢样成分分析

在完成基础的检查工作后，为了能结合实际情况做出准确的判断，选取600MW亚临界汽包炉烟管内部以及后烟箱位置上形成的垢样开展化学分析工作。结合分析结果可以发现，垢样的主要成分为铁的氧化物、铁的硫酸盐以及铁的亚硫酸盐，这些垢样是较为典型的烟气腐蚀金属形成的产物，会对烟管产生直接的影响。

三、事故原因分析

对事故原因进行解析，发现出现事故主要是三个方面原因共同作用的结果。

1.天然气成分及燃烧原理

按照天然气来源方面的差异，主要可以划分为气井气、矿井气以及油田伴生气。600MW亚临界汽包炉运行方面，主要使用的为气井气，其主要成分为CH4、C3H8、C4H10、CnHm、N2，占比分别为98.0%、0.3%、0.3%、0.4%、1.0%，燃烧过程中形成的反应方程式为CnHm+O2→CO2+H2O，燃烧形成的烟气中水蒸气含量较好。对烟气进行分析，能看出水的露点为水蒸气分压力过程中与之相对应的饱和温度，基本可以判断为60～70℃，而在设备运行方面，节能器中水温度远远低于水蒸气的露点，因此在设备运行方面会导致大量冷凝水生成[3]。

2.烟气腐蚀机理

在600MW亚临界汽包炉运行过程中，锅炉所产生的尾部烟气形成的腐蚀问题可以归属到露点腐蚀的范畴。燃料中往往会含有部分硫，在燃料燃烧的情况下会生成SO2气体，也会生成少量的SO3气体，在与水分融合的情况下发生反应，生成硫酸蒸汽，产生腐蚀性的作用，对烟管金属表面腐蚀，在此过程中涉及到的主要反应方程式为：

。

3.烟管腐蚀原因

600MW亚临界汽包炉运行时烟管以及尾部烟箱部位在燃烧的情况下形成了大量的SO2气体，此时烟气中的水蒸气露点明显高于节能器水温，在水蒸气冷凝作用下SO2气体会产生强酸，导致锅炉烟管受到严重的腐蚀。这在一定程度上表明天然气含硫量相对较高。结合检查结果可以判断在锅炉内部只有第三回程最低位置烟管腐蚀严重，出现了泄露的情况，其他烟管几乎没有被腐蚀，可以判断烟管受到腐蚀的情况与其位置存在直接的关系，按照位置条件进行分析，能判断排水管的位置、排水阀操作难度等对冷凝水运行产生影响，在冷凝水流入烟管的情况下形成腐蚀。在天然气燃烧的情况下会对烟管产生腐蚀性的影响，长时间以后会造成烟管泄露方面的问题[4]。

四、事故处理措施

在系统解析600MW亚临界汽包炉烟管泄露事故出现原因后，为了有效的处理和预防，需要按照国家法律规定制定以下处理措施。

其一，对600MW亚临界汽包炉烟箱底部实施有效的改进，将平底改装为漏斗形状，将排水管安装在漏斗最低处的位置上。针对锅炉节能器也采用同样的方法实施改装处理，确保在锅炉运行过程中烟箱内以及节能器内产生的冷凝水能自由的排出，避免与烟气结合产生腐蚀作用[5]。

其二，对排水管转弯部位实施改造，从原有的弯头设置转变为三通设置，确保在排水管出现堵塞问题的情况下可以及时有效的采取疏通措施，增强排水管运行方面的通畅性。同时，对排水阀的位置实施合理化的调整，设置为高于地面1米的位置上，为司炉工有效开展排水工作创造便利。

其三，针对天然气实施脱硫脱水处理，对燃料燃烧过程中产生的含硫气体量进行控制，有效降低形成SO2气体和SO3气体的几率，实现对硫酸腐蚀问题的合理控制。

在采取上述措施进行优化控制后，烟箱部位冷凝水渗漏的情况得到了极大的改善，锅炉运行过程中再没有出现烟管泄露方面的异常问题。

结语：

综上所述，针对600MW亞临界汽包炉烟泄露事故的原因进行解析，从不同的角度探寻引发事故的原因，能对600MW亚临界汽包炉的规范化使用形成更加深刻的认识，增强600MW亚临界汽包炉使用安全，为设备的高效稳定运行提供坚实的保障。

参考文献：

[1]李芳.锅炉烟管泄漏事故的原因分析及处理[J].中国设备工程，2019（7）：43-45.

[2]姜建华，裴渐强，张克.卧式锅壳锅炉烟管腐蚀泄漏原因分析[J].中国设备工程，2018（14）：94-96.

[3]陈林.工业锅炉烟管泄漏成因分析及预防措施[J].低碳世界，2016（17）：12-13.

[4]钱建新，夏临明.卧式锅壳式锅炉烟管泄漏成因分析[J].中国特种设备安全，2015，31（7）：51-53.

[5]李杰，郭建新，王儒瑞.DZL型锅炉烟管胀口泄漏的原因及维修[J].山东煤炭科技，2014（1）：108-109.