姜新雷 代慶華

摘要：針對(duì)某廠循環(huán)流化床鍋爐啟爐過程中，反復(fù)發(fā)生的排渣管水冷夾套拉裂事故進(jìn)行了分析，找出了造成此事故根本原因，并提供了解決措施。經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證最終幫助企業(yè)解決了該問題，為同類設(shè)備使用廠家避免發(fā)生該事故提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：排渣管、冷渣器、冷卻夾套

一、設(shè)備基本情況

該循環(huán)流化床鍋爐為國內(nèi)某鍋爐廠家生產(chǎn)設(shè)備，額定出力220t/h、額定汽壓力9.8MPa、額定汽溫540℃。該爐配備兩臺(tái)滾筒冷渣器用于控制床壓及排放底渣，爐膛內(nèi)底渣經(jīng)過排渣管排入冷渣器，其落渣管設(shè)計(jì)上采用了水冷夾套型式，冷卻夾套內(nèi)水從水冷壁管引出再返回水冷壁系統(tǒng)內(nèi)。

二、排渣管水冷夾套拉裂事故說明

該爐2018年4月和6月啟爐過程中均發(fā)生排渣管水冷夾套拉裂事故，造成啟爐過程被迫中斷，兩次拉裂位置均為1#冷渣器入口管道，拉裂處照片見圖1。

三、事故原因分析

1.排渣管冷卻夾套拉裂可能原因有以下幾個(gè)方面：

1）施工質(zhì)量不合格;

2）冷卻管的材質(zhì)有缺陷;

3）冷卻夾套和冷卻水管存在膨脹不一致，或冷卻水管膨脹受阻。

2.存在可能性原因分析

1）該位置所用冷卻夾套材質(zhì)12Cr1MoVG，冷卻水管材質(zhì)為20G材質(zhì)，焊接位置存在異種焊接問題，有焊接后熱處理不當(dāng)造成開裂問題可能性。但從實(shí)際情況分析：兩次啟爐前，均按照規(guī)程要求進(jìn)行了相應(yīng)的水壓試驗(yàn)都正常。特別是第二次啟爐前，對(duì)此位置重新焊接后進(jìn)行了探傷結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)特別關(guān)注了該位置，并未發(fā)現(xiàn)有滲漏跡象。因此可排除該位置施工質(zhì)量存在問題的可能性。

2）為確保冷卻水管材質(zhì)符合要求，在第一次停爐后對(duì)該部位20G冷卻水管進(jìn)行了局部更換，但啟爐過程仍舊發(fā)生拉裂問題。故基本可以排除冷卻水管材質(zhì)有缺陷可能性。

3）從實(shí)際啟爐過程分析，隨著爐膛內(nèi)部溫度升高水冷壁管（含水冷夾套冷卻水管）存在向下膨脹情況，但冷渣器為安裝于固定水泥基礎(chǔ)上設(shè)備不允許再向下膨脹。故設(shè)計(jì)上為滿足爐膛整體向下膨脹，爐膛排渣管設(shè)計(jì)成插入冷渣器內(nèi)的套管連接型式，排渣管可在冷渣器進(jìn)渣管內(nèi)上下自由伸縮（如圖2所示）。

查看該爐冷渣器入口發(fā)現(xiàn)：1、區(qū)別于一般冷渣器進(jìn)渣管的垂直設(shè)計(jì)，該爐設(shè)計(jì)成有一定傾斜角度進(jìn)渣（見圖3所示），排渣管向下膨脹過程同時(shí)存在向水平方向膨脹情況，極易造成膨脹受阻情況。2、冷渣器進(jìn)口插板閥位于冷渣器進(jìn)口管，而不是常規(guī)位于排渣管上面。此設(shè)計(jì)會(huì)造成啟爐過程中充滿渣料的排渣管向下膨脹力一直作用在進(jìn)渣閥上，使得排渣管膨脹嚴(yán)重受阻。

另外，根據(jù)操作規(guī)程要求，啟爐過程中為保證床料不流失，要求冷渣器處于停運(yùn)狀態(tài)并關(guān)閉入口插板閥。此情況會(huì)造成圖3中位置1往上整個(gè)立管（高度約4.5米）全部有渣料存在，且渣料會(huì)堵塞排渣管和冷渣器進(jìn)渣管的間隙，進(jìn)一步加劇了膨脹受阻情況。

通過與運(yùn)行管理人員了解，該爐自2014年投運(yùn)以來多次發(fā)生冷渣器入口變形情況，分析均為冷渣器進(jìn)渣進(jìn)渣管膨脹受阻造成。

3.解決問題的方向

從前述分析來看，造成排渣管冷卻夾套處反復(fù)拉裂的原因?yàn)椋簡(jiǎn)t中水冷壁管隨著爐膛溫度升高整體向下膨脹，但由于排渣管內(nèi)部充滿渣料使其膨脹受阻，冷卻夾套未與水冷壁管同步向下膨脹，造成排渣管水冷夾套在冷卻水接口焊縫處發(fā)生拉裂?；诖朔治觯鉀Q此問題需要從冷渣器進(jìn)渣管合理膨脹入手。

四、處理的對(duì)應(yīng)措施

根據(jù)前面解決問題分析，需對(duì)冷渣器進(jìn)料管做技改以期能解決冷渣器進(jìn)料管膨脹受阻問題。為此，經(jīng)過與鍋爐廠家對(duì)接，決定將冷渣器進(jìn)料插板閥位置向上移動(dòng)250mm。并修訂鍋爐運(yùn)行規(guī)程，啟爐過程中冷渣器進(jìn)料插板閥關(guān)閉，冷渣器保持低速運(yùn)行以防止插板閥下部積料。這樣在啟爐過程中，冷渣器處于運(yùn)行狀態(tài)，插板閥下排渣管內(nèi)即使有渣料也會(huì)及時(shí)被排放，插板閥以下位置一直處于空管狀態(tài)，不存在積料造成進(jìn)料管膨脹受阻情況。從根本上解決鍋爐排渣管膨脹受阻拉裂水冷夾套接管問題。

五、技改后運(yùn)行情況

自2018年6月份技改以后，該爐啟動(dòng)過三次，整個(gè)啟爐過程均正常，未再次發(fā)生因鍋爐排渣管冷卻水管拉裂造成故障停爐事故的發(fā)生。從三次啟爐來看，技改達(dá)到了解決冷渣器進(jìn)料管膨脹受阻問題的目的。

結(jié)束語

鍋爐汽水系統(tǒng)內(nèi)管道泄漏危害較大，出現(xiàn)類似問題管理人員要特別重視。同時(shí)汽水管道運(yùn)行環(huán)境均較惡劣，造成泄漏原因通常又比較復(fù)雜，需要技術(shù)管理人員認(rèn)真分析，找到問題的根本所在，才能從根源上對(duì)問題進(jìn)行有效解決。

參考文獻(xiàn)：

《鍋爐原理》 周強(qiáng)泰 編著 中國電力出版社

《循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運(yùn)行》楊建華編著 中國電力出版社