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摘 要:本文对锅炉运行过程可能出现的故障情况进行了分析,并提出了可行的预防办法。
关键词:变形原因 解决办法
在平时检验工作过程中,经常发现一些单位使用的锅炉的受压元件发生了不同程度的、不同原因的变形,这些变形是一种非常严重的安全隐患,而往往不被使用单位重视。同样一些安全事故的发生也是由于各种变形引起的。所以我认为有必要对变形这种现象进行论述并提出解决办法,希望能引起相关单位的重视并对锅炉的安全运行有所益处。
一、锅炉受压元件常见的故障
锅炉受压元件,由于设计、制造、安装、运行等诸多方面的因素所产生的故障可以说是种类繁多。但最常见的有以下几种:①锅筒、水冷壁管及对流管起包和破裂;②水冷壁管、对流管与锅炉焊接处出现裂纹;③锅炉后管板、管桥及烟管焊接处裂纹;④各部元件的氧化腐蚀。
二、对故障的技术分析
1.锅筒,水冷壁管和对流管起包和破裂的原因
主要原因是炉内水垢的影响,水垢的加厚,使锅炉受热面的热交换能力下降。直接使锅炉对流管、水冷壁管的壁温升高,烟温也随之升高,热烟气的容积增大。同时,水垢的增厚,烟管的壁温升高使烟管的强度降低,在锅炉内部压力的作用下,壁温升高处就产生了向外的鼓包。在炉膛内高温烟气冲刷磨损下,鼓包的壁厚也在不断减薄,久而久之导致了起包处的破裂,更为严重的是产生爆炸。
2.水冷壁管、对流管与锅筒焊接处出现裂纹的原因
主要原因是焊接和新造中不按国家规定的工艺要求所造成的。查阅锅炉图纸和机械工业部出版的锅炉制造规范。国内大部分的锅炉制造厂家在质量保证体系中都要求管子采用先胀后焊的工艺。这样管子在焊接之前使用胀接工艺,利用管孔的弹性变形和管子的塑性变形,使管孔与管子牢固地结合在一起;然后再施焊,就更增加了两者之间的严密性这样在锅炉运行中停火起炉,升温、降温对受压元件形成交变应力的作用下,焊缝的寿命才能延长。
3.锅筒后管板的管桥及烟管焊接处裂纹的原因
主要原因产生于DZ型带烟管的锅炉上,尤其是汽改水锅炉。20世纪80年代末,呼和浩特鐵路局所管辖的职校锅炉房对一台DZL2-8型锅炉进行了汽改水。当时的改造者为了节约工时和费用,把锅炉的左右联箱的后手孔直接改作了回水的入口。这样改造后,低温回水通过下联箱经下降管直接回到锅筒的后管板处。而后管板正是第二回程火的高温处,致使后管板温差加大,管板和烟管的交变应力增加,同时加大了后管板的“呼吸距”,加速了金属疲劳,这就造成了后管板管桥和烟管焊肉出现射线状裂纹,而且是屡焊屡裂,直至后管板报废。
三、解决以上问题的对应措施
1.提高软水操作人员的业务素质,是防止锅筒、水冷壁管和对流管起包和裂纹的重要措施
通过多次检查发现,有的软水操作人员只知道按规定的操作程序操作,对相关知识知道甚少,造成对水质的“误判”。比如,使用了失效的络黑,造成了水质误判,原因如下。
1.1络黑T作用
在硬度滴定过程中,其显色作用,即在HIO-→MgIO-→HIO-的过程中,使水样的颜色由无色→酒红色→纯蓝色,从而掌握滴定终点。
1.2失效原因
络黑T怕光照和高温,需要用棕色瓶在阴凉处储存。锅炉房高温环境、光线直射、存放周期过长等,都极易造成络黑T的失效。
1.3失效后的现象
在水中加入氨→氯化铵缓冲液,当向水样中滴入络黑T后,水样颜色呈灰红色而不是正常的酒红色。用EDTA滴定,水样颜色逐渐变为灰蓝色,随EDTA滴入量的增加,水样颜色却始终不能达到终点色——灰蓝色。这很容易被化验员误认为“未达到滴定终点”,而继续加入EDTA的滴入量,并得出硬度“很大”的错误结论。
2.对水冷壁管、对流管与锅炉焊接处出现裂纹的对应措施
对于焊口焊缝处产生裂纹的管子应更换管子且要严格按工艺设计制造要求施焊,在锅炉大修换管时要坚持先胀后焊的工艺;控制锅炉的补水量,使锅炉水质符合GB1576-2001标准要求;减少锅炉启停炉次数;锅炉升温不应过快,锅炉出水温度大于50℃时不应停循环泵。
3.对锅炉后管板、管桥及烟管焊接处裂纹的对应措施
在锅炉改造修理后,要多分析锅炉本体的构造,选择合理改造方案,尽量避免不合理结构的出现。防止在管板处出现交变应力,增大管板的“呼吸距”。
4.对各部元件的氧腐蚀的对应措施
锅炉的氧腐蚀均是由于氧和水分的存在,尤其是锅炉停炉后氧加强保养,具体做法如下。
4.1除氧
可用湿法保养,此法主要适用于短期停炉的保养,其操作方法如下:停炉后清除水侧的锈渣、垢渣及其他污物,按4kg/m3/NaOH+ 1kg/m3Na3PO4的浓度配制适量碱液(要用软化水),用泵送入锅筒内部直至顶部的排气阀出水,关闭排气阀后,升压至0.05MPa~0.1MPa时,应及时补充碱液,以防止氧气的进入。
4.2除去水分,保持停炉后内部的金属表面充分干燥
此法主要适用于停炉时间较长的锅炉的保养该法一般都用于有计划的停炉,所以,停炉后的准备工作一定要充分、彻底,其主要操作程序如下:①停炉前必须煮炉,以清除金属表面的水垢和腐蚀产物②停炉后打开人孔、手孔,清除堆积在锅筒、集装箱底部的垢渣、锈渣等污物。③用少量的木材细火烘炉(主要是烘干炉内部的水分),至人孔处向外溢出的热气减少为止;此步骤亦可采用热炉放水法,其操作方法为:当炉内水温降至70℃~80℃,炉膛内温度降至100℃以下时放水,然后依次打开排气阀、人孔,最后打开手孔盖,这样就可以利用锅炉的余温烘干内部的水分。
参考文献
[1]工业锅炉房实用设计手册编写组.工业锅炉房实用设计手册[M].北京:机械工业出版社,1990.
关键词:变形原因 解决办法
在平时检验工作过程中,经常发现一些单位使用的锅炉的受压元件发生了不同程度的、不同原因的变形,这些变形是一种非常严重的安全隐患,而往往不被使用单位重视。同样一些安全事故的发生也是由于各种变形引起的。所以我认为有必要对变形这种现象进行论述并提出解决办法,希望能引起相关单位的重视并对锅炉的安全运行有所益处。
一、锅炉受压元件常见的故障
锅炉受压元件,由于设计、制造、安装、运行等诸多方面的因素所产生的故障可以说是种类繁多。但最常见的有以下几种:①锅筒、水冷壁管及对流管起包和破裂;②水冷壁管、对流管与锅炉焊接处出现裂纹;③锅炉后管板、管桥及烟管焊接处裂纹;④各部元件的氧化腐蚀。
二、对故障的技术分析
1.锅筒,水冷壁管和对流管起包和破裂的原因
主要原因是炉内水垢的影响,水垢的加厚,使锅炉受热面的热交换能力下降。直接使锅炉对流管、水冷壁管的壁温升高,烟温也随之升高,热烟气的容积增大。同时,水垢的增厚,烟管的壁温升高使烟管的强度降低,在锅炉内部压力的作用下,壁温升高处就产生了向外的鼓包。在炉膛内高温烟气冲刷磨损下,鼓包的壁厚也在不断减薄,久而久之导致了起包处的破裂,更为严重的是产生爆炸。
2.水冷壁管、对流管与锅筒焊接处出现裂纹的原因
主要原因是焊接和新造中不按国家规定的工艺要求所造成的。查阅锅炉图纸和机械工业部出版的锅炉制造规范。国内大部分的锅炉制造厂家在质量保证体系中都要求管子采用先胀后焊的工艺。这样管子在焊接之前使用胀接工艺,利用管孔的弹性变形和管子的塑性变形,使管孔与管子牢固地结合在一起;然后再施焊,就更增加了两者之间的严密性这样在锅炉运行中停火起炉,升温、降温对受压元件形成交变应力的作用下,焊缝的寿命才能延长。
3.锅筒后管板的管桥及烟管焊接处裂纹的原因
主要原因产生于DZ型带烟管的锅炉上,尤其是汽改水锅炉。20世纪80年代末,呼和浩特鐵路局所管辖的职校锅炉房对一台DZL2-8型锅炉进行了汽改水。当时的改造者为了节约工时和费用,把锅炉的左右联箱的后手孔直接改作了回水的入口。这样改造后,低温回水通过下联箱经下降管直接回到锅筒的后管板处。而后管板正是第二回程火的高温处,致使后管板温差加大,管板和烟管的交变应力增加,同时加大了后管板的“呼吸距”,加速了金属疲劳,这就造成了后管板管桥和烟管焊肉出现射线状裂纹,而且是屡焊屡裂,直至后管板报废。
三、解决以上问题的对应措施
1.提高软水操作人员的业务素质,是防止锅筒、水冷壁管和对流管起包和裂纹的重要措施
通过多次检查发现,有的软水操作人员只知道按规定的操作程序操作,对相关知识知道甚少,造成对水质的“误判”。比如,使用了失效的络黑,造成了水质误判,原因如下。
1.1络黑T作用
在硬度滴定过程中,其显色作用,即在HIO-→MgIO-→HIO-的过程中,使水样的颜色由无色→酒红色→纯蓝色,从而掌握滴定终点。
1.2失效原因
络黑T怕光照和高温,需要用棕色瓶在阴凉处储存。锅炉房高温环境、光线直射、存放周期过长等,都极易造成络黑T的失效。
1.3失效后的现象
在水中加入氨→氯化铵缓冲液,当向水样中滴入络黑T后,水样颜色呈灰红色而不是正常的酒红色。用EDTA滴定,水样颜色逐渐变为灰蓝色,随EDTA滴入量的增加,水样颜色却始终不能达到终点色——灰蓝色。这很容易被化验员误认为“未达到滴定终点”,而继续加入EDTA的滴入量,并得出硬度“很大”的错误结论。
2.对水冷壁管、对流管与锅炉焊接处出现裂纹的对应措施
对于焊口焊缝处产生裂纹的管子应更换管子且要严格按工艺设计制造要求施焊,在锅炉大修换管时要坚持先胀后焊的工艺;控制锅炉的补水量,使锅炉水质符合GB1576-2001标准要求;减少锅炉启停炉次数;锅炉升温不应过快,锅炉出水温度大于50℃时不应停循环泵。
3.对锅炉后管板、管桥及烟管焊接处裂纹的对应措施
在锅炉改造修理后,要多分析锅炉本体的构造,选择合理改造方案,尽量避免不合理结构的出现。防止在管板处出现交变应力,增大管板的“呼吸距”。
4.对各部元件的氧腐蚀的对应措施
锅炉的氧腐蚀均是由于氧和水分的存在,尤其是锅炉停炉后氧加强保养,具体做法如下。
4.1除氧
可用湿法保养,此法主要适用于短期停炉的保养,其操作方法如下:停炉后清除水侧的锈渣、垢渣及其他污物,按4kg/m3/NaOH+ 1kg/m3Na3PO4的浓度配制适量碱液(要用软化水),用泵送入锅筒内部直至顶部的排气阀出水,关闭排气阀后,升压至0.05MPa~0.1MPa时,应及时补充碱液,以防止氧气的进入。
4.2除去水分,保持停炉后内部的金属表面充分干燥
此法主要适用于停炉时间较长的锅炉的保养该法一般都用于有计划的停炉,所以,停炉后的准备工作一定要充分、彻底,其主要操作程序如下:①停炉前必须煮炉,以清除金属表面的水垢和腐蚀产物②停炉后打开人孔、手孔,清除堆积在锅筒、集装箱底部的垢渣、锈渣等污物。③用少量的木材细火烘炉(主要是烘干炉内部的水分),至人孔处向外溢出的热气减少为止;此步骤亦可采用热炉放水法,其操作方法为:当炉内水温降至70℃~80℃,炉膛内温度降至100℃以下时放水,然后依次打开排气阀、人孔,最后打开手孔盖,这样就可以利用锅炉的余温烘干内部的水分。
参考文献
[1]工业锅炉房实用设计手册编写组.工业锅炉房实用设计手册[M].北京:机械工业出版社,1990.