对一台DZL型蒸汽锅炉鼓包穿孔及水冷壁管鼓包事故分析
摘要:本文以一台实际在用锅炉鼓包穿孔及水冷壁管鼓包事故为例,阐述了DZL型卧式快装工业锅炉锅炉鼓包穿孔及水冷壁管鼓包的原因,并在此基础上提出了修理方案及一些预防措施。
关键词:锅炉鼓包检验修理原因
近年来,DZL型蒸汽锅炉具有结构紧凑、易于操作、运输方便、安装快捷等优点,在我国中小型民营企业中得到广泛使用,随着经济的快速发展,此类蒸汽锅炉数目增加较多,但是各种事故常有发生。尤其是DZL型快装蒸汽锅炉锅筒底部鼓包事故发生频繁,危害较大。如何正确检查分析鼓包情况,对查明事故发生原因、防止事故扩大、采取正确的处理方法、制订合理的修理工艺以及制定预防措施有着一定的现实意义。
我市某环保砖厂安装了一台型号为DZL4-1.6-AII型卧式快装链条炉排的蒸汽锅炉。该锅炉由长沙某锅炉厂于2004年6月4日设计制造,于2005年6月购进,当年12月安装完毕投入运行,锅炉投入至今,共累计运行6年4个月。于2011年5月发生了锅筒鼓包穿孔和水冷壁鼓包事故,被迫停炉,经检验人员检验发现:锅筒鼓包穿孔在锅筒前第二筒节与第三筒节焊缝热影响区,鼓包大小为面积(长度×宽度):360×900mm,鼓包高度为45mm。穿孔大小为面积(长度×宽度):120×90mm,穿孔口径为50mm,邻近5根水冷壁管有局部过烧现象。
后右侧第四根水冷壁管有两处鼓包,其中较大鼓包大小为面积(长度×宽度):100×800mm,鼓包高度为30mm。对锅炉鼓包穿孔部位经过扫锅炉底部表面积灰后,对鼓包穿孔边缘进行内外渗透探伤检查,用10倍放大镜观察均未发现过烧和表面裂纹现象,测厚结果未见减薄。对水冷壁管经行壁厚测量,测量最小薄厚为2.8mm。
1 原因分析
1.1 DZL4-1.6-AII锅炉运行参数:(表1)
1.2 原因分析
该锅炉鼓包穿孔及水冷壁管鼓包的直接原因是由于锅炉结垢严重造成。锅筒底部积垢20mm以上,水冷壁内结垢3mm以上,部分水冷壁下部已经堵塞。总结其原因有以下几点。
(1)该单位锅炉使用的原水为自来水和蒸汽的冷凝水,水池是露天的,由于该厂灰尘很大,导致水池里面水质的不合格。经过对水池水质化验,钙镁离子含量20mmol/L,碱度1mmol/L,pH值6.1,就水质而言严重不符合GB1571-2001有关承压热水锅炉水质标准的规定。
(2)锅炉补给水水质管理不到位,水处理设备已坏。该锅炉使用的水处理为钠离子交换器。通过调查得知,该单位没有专职水处理化验人员,水处理设备安装后,再没有对阳离子交换树脂进行再生处理,导
致钠离子交换树脂失效。
(3)锅炉管理不到位。锅炉自2004年6月投入使用至发,仅经行过2次停炉检查,但在检查过程中提出了锅炉水垢严重超标,要求厂家经行除垢处理,但厂家并没有重视,导致今年停炉检查水垢厚约50mm。司炉工没有经常对锅炉进行排污。
(4)水池露天及周边灰尘很大,导致水池泥沙很厚,又由于水处理设备已坏,就导致锅炉水质严重不合格。这样就容易导致水冷壁内水速过低而炉膛高温区的辐射热量很大时,管内循环水容易产生冷沸腾,而此时进入的给水的钙,镁离子,当锅炉蒸发强度低,水循环性能差时、水冷壁中的片状水垢脱落后有时会卡在管内,这样新的水垢和脱落的水垢在此堆积越来越多,在高温的辐射下,金属材料不能及时冷却,就产生了爆管和鼓包现象。
(5)该锅炉长期未进行除垢处理,导致锅炉水沟越积越厚,导热性能下降。其热阻是锅炉用钢的40-100左右,该锅炉的材质为20g,这种材质工作温度在450℃以下是安全的,当超过该温度时,金属的强度会下降,随着温度的上升,当温度高达700～900℃时,强度急剧下降,金属已不具有原来的强度,此时即使工作压力不超过额定工作压力,金属晶体会发生塑性流动直至变形,甚至穿孔。
2 鼓包穿孔的修理
2.1 挖补修理
锅炉挖补修理应请有资质的单位进行,在锅筒挖补前,修理单位应进行焊接工艺评定。焊接试件必须由修理单位焊接。
2.2 技术要求
(1)补板要求材质、厚度和原板一致,并应符合GB713—1997锅炉用钢板,焊接材料与补材一致。
(2)补焊的纵向焊缝和原筒体相邻节的纵向焊缝的距离必须错开至少100mm,严禁与环缝形成十字焊缝。筒体挖补时,两条纵向焊缝的间距至少为300mm。
(3)根据划定范围做好样板,用样板覆于挖补处正式划线。
(4)挖割方法一般采用气割,应注意割线平直光滑,并做好30度单面V型坡口。坡口面应用砂轮打磨光滑,注意与补板留有1～3mm间隙。
2.3 修理及验收
(1)先将补板对边、照平,用点焊固牢。焊接过程中应注意焊缝焊接的先后次序、收缩变形。补板与筒身错边严格控制,使之符合规范。
(2)进行外观与RT检测合格。
(3)最后进行水压试验,试压合格,由锅炉压力容器检验机构出具
检验报告,结论为允许投入运行,报当地质监部门锅炉压力容器监察机构备案后,使用单位方能恢复运行。
(4)对水冷壁管经行了换管处理
3 事故后的管理预防措施
以上分析总结,该锅炉发生鼓包穿孔事故,导致该台锅炉鼓包根本原因,一是锅炉给水水质不合格,二是水处理设备已失效,三是司炉工责任心不强,没有定期排污。锅炉维修好后,我院对使用单位进行了相关法律、法规和安全知识的讲解,业主认识到问题的严重性,,接受了我院的预防措施的建议:
(1)对露天水池进行封闭,对钠离子水处理设备进行树脂活化处理,以达到锅炉给水符合《工业锅炉水质》GB1576-2001的要求。
(2)对锅炉水垢进行化学清洗,并清除里面的水垢。
(3)加强对锅炉管理人员及锅炉司炉人员的教育,提升其技术水平和工作责任心。
(4)要求使用单位配备专职的水质化验员,或定期送水去我院进行化验,以加强水质管理,做好水质化验工作。
