1.泄漏位置

1.1管板泄漏

生產(chǎn)運(yùn)行中，余熱火管鍋爐泄漏常發(fā)生在前煙箱管板焊縫失效的位置，余熱火管鍋爐是由筒體和管板構(gòu)成，管板與火管之間采用焊接結(jié)構(gòu)。在管板焊接位置除承受設(shè)計壓力載荷外[1]，還承受前煙箱高溫?zé)煔猓s1100℃）與鍋筒內(nèi)飽和水溫度（約250℃）差異較為明顯的溫度載荷，因此管板與火管的焊縫同時承受壓力 、溫度兩種工況下的應(yīng)力改變，在該位置產(chǎn)生最大應(yīng)力，當(dāng)運(yùn)行中管板焊接處出現(xiàn)腐蝕，將引發(fā)焊縫失效出現(xiàn)泄漏。

1.2火管泄漏

來自焚硫爐的1100℃高溫?zé)煔膺M(jìn)入下部鍋殼的煙管，與鍋殼內(nèi)的水換熱后，煙氣冷卻到380℃，然后進(jìn)入硫磺制酸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化工段，鍋殼內(nèi)的水汽混合物通過上升管回至上部汽包，在汽包內(nèi)經(jīng)分離后輸出飽和蒸汽。

如果鍋爐給水和鍋水存在不符合GB/T 12145(火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量》的要求，就會導(dǎo)致大量的含硅化合物進(jìn)入鍋筒,膠體硅在高溫、高壓、高pH值環(huán)境下分解為活性硅,使鍋水中的活性硅含量升高,并形成膠黏水垢敷積在汽包、下降管、鍋殼壁上和火管上[2]。由于前煙箱管板后的火管承受的溫差最大，如果爐水不符合要求，前煙箱管板陶瓷隔熱管后的火管位置會敷積大量水垢，隨著水垢的敷積，該位置火管換熱效率降低,火管材質(zhì)為20G,允許金屬壁溫430℃，而鍋爐無水垢正常運(yùn)行時，金屬壁溫280℃,金屬壁與鍋水的溫差約為30℃，但當(dāng)鍋內(nèi)及煙管積垢后，嚴(yán)重影響了傳熱,當(dāng)水垢為1mm時，溫差達(dá)到200℃左右,當(dāng)水垢為3 mm時，金屬壁溫升到580℃，遠(yuǎn)超材質(zhì)的允許使用溫度，材料硬度降低后使管板的抗拉強(qiáng)度降低，火管隨時會在內(nèi)壓作用下發(fā)生鼓包、變形甚至開裂出現(xiàn)火管泄漏[2]。

2.泄漏現(xiàn)象

1．鍋爐泄漏將出現(xiàn)鍋爐補(bǔ)水量增加，運(yùn)行壓力降低 。

2．鍋爐泄漏(在熱副線閥開度相同的條件下 )將導(dǎo)致一段進(jìn)口爐氣溫度降低 。

3．鍋爐泄漏水汽進(jìn)入轉(zhuǎn)化器將吸收SO3造成溫度升高 ，各段溫度變化異常，不易控制，且在一段溫度逐漸降低的過程中，反應(yīng)將逐步后移至二 、三段 ，導(dǎo)致二 、三段溫度偏高。

4．鍋爐、省煤器及高溫過熱器泄漏均導(dǎo)致高溫吸收塔進(jìn)塔煙氣溫度偏高。

5．發(fā)生鍋爐 、省煤器大量泄漏將導(dǎo)致干吸酸濃明顯降低 (或加水量明顯減少 )，冷熱換熱器底部氣室將產(chǎn)生較多冷凝酸。

6．鍋爐泄漏將導(dǎo)致轉(zhuǎn)化器一段進(jìn)口爐氣水分明顯增加[3]。

3.引發(fā)原因

1.裝置反復(fù)開停車過程中產(chǎn)生熱脹冷縮，使前管板上的耐火材料和隔熱鋼玉管脫落，使管板直接暴露在高溫?zé)煔庀拢质芾淠犰F影響，造成硫酸應(yīng)力腐蝕。由于該位置是鍋爐最薄弱處，出現(xiàn)應(yīng)力集中又承受內(nèi)部壓力從而出現(xiàn)管板焊縫失效出現(xiàn)泄漏。

2.液體硫磺從磺槍霧化后進(jìn)入焚硫爐內(nèi)燃燒，若霧化效果不佳，會產(chǎn)生未燃燒盡的硫磺蒸氣，則對火管產(chǎn)生硫化腐蝕[4]，升華硫與火管在高溫環(huán)境下生產(chǎn)硫化鐵，受煙氣長期沖刷造成管壁磨損減薄，火管外壁受鍋爐壓力，導(dǎo)致火管損內(nèi)凹和開裂現(xiàn)泄漏。

3.在運(yùn)行時，為保證鍋水磷酸根達(dá)標(biāo)，大幅增加了藥劑量，鍋水中懸浮物及溶解鹽類過多,鍋水表層粘度變大，氣泡上升阻力增大,大量微小的氣泡被粘阻在汽水分界面上,造成“汽塞”,致使鍋殼和管板上部過熱，管板受熱不均勻，局部過熱,導(dǎo)致熱應(yīng)力突增,使得鍋殼前管板失穩(wěn)變形。

參考文獻(xiàn)

[1] 俞睿. 1800Kt/a硫磺制酸裝置火鍋鍋爐應(yīng)力分析和強(qiáng)度校核[J]. 硫酸工業(yè), 2012 (03):43-47.

[2] 文增瑜. 硫磺制酸余熱鍋爐管板泄漏事故分析[J]. 工業(yè)鍋爐, 2021 (04):47-51.

[3] 張衛(wèi)紅. 淺談硫磺制酸生產(chǎn) 中余熱鍋爐泄漏 的分析與判斷[J]. 硫磷設(shè)計與粉體工程, 2015 (05):46-48.

[4] 謝建康. 硫磺制酸余熱鍋爐爆管原因分析及預(yù)防措施[J]. 硫磷設(shè)計與粉體工程, 2022 (06):30-34.