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摘要:LHG型号的锅炉广泛运用在单位中,此锅炉为立式火管固定炉的排式锅炉,采用明火反烧。但是,在使用中,常常会出现烟管管端开裂导致泄漏的情况,而且这种情况在定检中极为常见,并且百分之七十左右均是小型蒸汽锅炉出现问题,因此对LHG细长型焦炭蒸汽锅炉损坏原因分析,提出相应的对策有着极为重要的意义。
关键词:LHG型;锅炉;损坏原因
LHG型立式焦炭锅炉,这种细长型锅炉专门为燃烧焦炭而设计制造,因为焦炭的火焰较高,该种锅炉设计得细长,采用二组烟管来提高热效率,设计时考虑使用二层炉排,焦炭在第一层炉排燃烧后,余下的焦炭下落到第二层炉排继续燃烧。但实际使用过程中,由于焦炭的颗粒较大不能自由下落,而锅炉进水管也在下部,造成下部温度较低,一般只有75~90℃,正是氧最富集的阶段,大量的氧吸附在下部烟管(尤其是较细的烟管),由于该种锅炉未采用除氧措施,使用一段时间后陆续出现了以下现象。
1 现象
损坏部位表象:
(1)此型号锅炉均在横水管炉排下部烟管至U型脚圈段腐蚀致通;
(2)横水管炉排至U型脚圈段的烟管和炉胆部位有不同程度的腐蚀;
(3)腐蚀形状为孔状、溃疡状,腐蚀物为黑色。
未损坏的锅炉在检验过程中也发现了烟管下部20~40cm处也不同程度出现了腐蚀。
2 原因
(1)经对该型号在用锅炉分段测温发现:
①炉顶至横水管炉排段,炉壳温度均在140℃以上;
②横水管炉排至U型脚圈段炉壳温度均在80℃以下;
③锅炉烟室排烟温度较低,一般为120℃左右。
造成这种现象的原因是:该型号锅炉燃烧主要在横水管炉排上进行,而进风口是在横水管下部,传递到横水管以下部位的燃烧热量较少。
在锅炉炉胆与锅壳之间(100mm)的夹层中,形成了两个自然水循环区:横水管至炉顶部段的高温循环区(第一循环区)和横水管至U型脚圈段的低温环区(第二循环区)。
(2)该型锅炉是小型锅炉,未设除氧装置,也未设置省煤器,含有大量氧的给水直接进入锅炉。
(3)该型号锅炉进水管设置在锅炉横水管炉排下部位置,冷水直接进入第二循环区。
氧腐蚀的两个基本条件(低温、含氧)正好在该锅炉第二循环区成立。
造成锅炉损坏的原因经过专家分析主要是溶解氧腐蚀。
氧腐蚀主要是电化学腐蚀,氧是一种去极化剂。当水中有溶解氧时:
①铁离子溶于水中生成低铁离子的化合物
2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2
氢氧化亚铁。而氧在阳极附近能降低铁离子氧化为高铁离子的化合物。当高铁离子在碱性溶液中析出时,降低了铁离子的浓度,从而使铁溶解更快。
②在阴极附近,氢能吸附在钢材表面,发生极化作用,只要氢不除去,铁就不易溶解。因为电化学过程受阻。而氧会与氢化合,把氢的极化作用消去,铁又开始溶解。
Fe+2H2O→Fe(OH2)+2[H]
2[H]+1/2O2→H2O
Fe(OH2)是不稳定的,容易进一步和水中某些物质发生反应,称之为腐蚀的二次过程,生成的产物称之为二次产物。我们平常看到的腐蚀产物,大都是这些腐蚀产物。
氧腐蚀的产物,一般分为三层,最内层为二价铁水合氧化物(FeO·NH2O),呈黑色;最外层为三价铁的水合氧化物(Fe2O3·nH2O);中间一层一般为Fe3O4·nH2O,呈黑褐色,Fe3O4具有磁性,而且导电,是钝化保护膜的主要成分。
针对以上情况,可采取的对策有以下几个方面:
3 对策
(1)给水除氧。增加除氧装置成本较大,使用单位一般不会采纳。
(2)采用第一固定炉排燃烧。因横水管炉排与第一固定炉排距离较小,必须去除横水管。又因去除横水管炉排,将影响炉胆稳定度、导致炉胆焊接应力,无法满足安全要求。
(3)改变进水管位置,将进水管改至顶部进水。该种锅炉细长,顶部进水后,可利用锅炉上部锅水热量除去给水中的氧,将析出至汽相空间,在较高温度的条件下,一般不会发生较大腐蚀。
4 改造方法
改变进水管位置,一是工艺简单,只有一道焊口;二是可将利用原有付汽管现有条件下,已不起作用进行改造,不改变更多原设计;三是增加直径,确保进水量满足锅炉用水要求;四是将进水管延长到最低安全水位以下,并采用多孔布水增加给水受热和除氧效果。
关键词:LHG型;锅炉;损坏原因
LHG型立式焦炭锅炉,这种细长型锅炉专门为燃烧焦炭而设计制造,因为焦炭的火焰较高,该种锅炉设计得细长,采用二组烟管来提高热效率,设计时考虑使用二层炉排,焦炭在第一层炉排燃烧后,余下的焦炭下落到第二层炉排继续燃烧。但实际使用过程中,由于焦炭的颗粒较大不能自由下落,而锅炉进水管也在下部,造成下部温度较低,一般只有75~90℃,正是氧最富集的阶段,大量的氧吸附在下部烟管(尤其是较细的烟管),由于该种锅炉未采用除氧措施,使用一段时间后陆续出现了以下现象。
1 现象
损坏部位表象:
(1)此型号锅炉均在横水管炉排下部烟管至U型脚圈段腐蚀致通;
(2)横水管炉排至U型脚圈段的烟管和炉胆部位有不同程度的腐蚀;
(3)腐蚀形状为孔状、溃疡状,腐蚀物为黑色。
未损坏的锅炉在检验过程中也发现了烟管下部20~40cm处也不同程度出现了腐蚀。
2 原因
(1)经对该型号在用锅炉分段测温发现:
①炉顶至横水管炉排段,炉壳温度均在140℃以上;
②横水管炉排至U型脚圈段炉壳温度均在80℃以下;
③锅炉烟室排烟温度较低,一般为120℃左右。
造成这种现象的原因是:该型号锅炉燃烧主要在横水管炉排上进行,而进风口是在横水管下部,传递到横水管以下部位的燃烧热量较少。
在锅炉炉胆与锅壳之间(100mm)的夹层中,形成了两个自然水循环区:横水管至炉顶部段的高温循环区(第一循环区)和横水管至U型脚圈段的低温环区(第二循环区)。
(2)该型锅炉是小型锅炉,未设除氧装置,也未设置省煤器,含有大量氧的给水直接进入锅炉。
(3)该型号锅炉进水管设置在锅炉横水管炉排下部位置,冷水直接进入第二循环区。
氧腐蚀的两个基本条件(低温、含氧)正好在该锅炉第二循环区成立。
造成锅炉损坏的原因经过专家分析主要是溶解氧腐蚀。
氧腐蚀主要是电化学腐蚀,氧是一种去极化剂。当水中有溶解氧时:
①铁离子溶于水中生成低铁离子的化合物
2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2
氢氧化亚铁。而氧在阳极附近能降低铁离子氧化为高铁离子的化合物。当高铁离子在碱性溶液中析出时,降低了铁离子的浓度,从而使铁溶解更快。
②在阴极附近,氢能吸附在钢材表面,发生极化作用,只要氢不除去,铁就不易溶解。因为电化学过程受阻。而氧会与氢化合,把氢的极化作用消去,铁又开始溶解。
Fe+2H2O→Fe(OH2)+2[H]
2[H]+1/2O2→H2O
Fe(OH2)是不稳定的,容易进一步和水中某些物质发生反应,称之为腐蚀的二次过程,生成的产物称之为二次产物。我们平常看到的腐蚀产物,大都是这些腐蚀产物。
氧腐蚀的产物,一般分为三层,最内层为二价铁水合氧化物(FeO·NH2O),呈黑色;最外层为三价铁的水合氧化物(Fe2O3·nH2O);中间一层一般为Fe3O4·nH2O,呈黑褐色,Fe3O4具有磁性,而且导电,是钝化保护膜的主要成分。
针对以上情况,可采取的对策有以下几个方面:
3 对策
(1)给水除氧。增加除氧装置成本较大,使用单位一般不会采纳。
(2)采用第一固定炉排燃烧。因横水管炉排与第一固定炉排距离较小,必须去除横水管。又因去除横水管炉排,将影响炉胆稳定度、导致炉胆焊接应力,无法满足安全要求。
(3)改变进水管位置,将进水管改至顶部进水。该种锅炉细长,顶部进水后,可利用锅炉上部锅水热量除去给水中的氧,将析出至汽相空间,在较高温度的条件下,一般不会发生较大腐蚀。
4 改造方法
改变进水管位置,一是工艺简单,只有一道焊口;二是可将利用原有付汽管现有条件下,已不起作用进行改造,不改变更多原设计;三是增加直径,确保进水量满足锅炉用水要求;四是将进水管延长到最低安全水位以下,并采用多孔布水增加给水受热和除氧效果。