论文锅炉锅筒鼓包原因分析及预防(附金相)

1、一台锅炉锅筒鼓包原因分析及预防2010年在对我市某化工企业一台2t/h的卧室快装锅炉进行 内部检验时，发现锅筒底部距前管板750mm处有一个400x 350mm、高度为30mm的鼓包，。锅炉受压部件水侧水垢厚度（3-4） mm,锅筒底部尤其是鼓包区域堆积大量水垢片，最高堆积厚度 达150mm左右。炉膛内鼓包外表面有明显的氧化皮，厚度为 1.0mm左右（其中鼓包顶部氧化皮厚度为1.5mm）,经锤击脱落。 经测厚发现藝鼓包的顶部3 （如图1） 2008年12生 质为16mng,12045/1.0-a11 ,'锅筒材4001.2图1为切割下来的锅筒钢板，其中3为鼓包区域，2和4 为鼓包边缘区

2、域，1和5为未鼓包区域。测试位置图2锅筒鼓包处内外部及邻近区域布氏硬度图2为鼓包处及邻近区域硬度测试曲线，一般16mng经热 轧或正火处理后的布氏硬度在150-200之间，从图2中可知，锅 筒内部的布氏硬度在整体较锅筒外部高8.5hb,鼓包处外部抗拉 强度，由经验公式求得约为。b罰=345>< 118=407.impa,比 16mng材质正常的抗拉强度值(ob=525mpa)低117.9mpa,下 降了 22.5%。通常材料的抗拉强度只允许下降5%。1- 3化学成分分析使用arc-met8000光谱仪，对锅筒鼓包处的内外面进行光谱 分析，结果表明：锅筒外部鼓包处的c含量最低，仅0.

3、126%, 而该锅筒的原始c含量为0.15%,脱碳较为严重。而锅筒外部较 锅筒内部脱碳更严重，这与外部直接受炉膛的高温火焰加热有 关，由于c含量下降较多，导致材料的强度下降明显。1.4金相分析对鼓包区及鼓包邻近区域进行金相分析，如图3a、b所示。(a)锅筒外部鼓包处边缘(b)锅筒外部鼓包处图3锅筒鼓包处及邻近区域显微组织分析表明，远离鼓包区域，组织较为正常，为均匀分布的 f+p,硬度稍微下降，有轻微的条带状和撕裂状痕迹，珠光体球 化轻微；处于鼓包边缘区域的金相组织出现明显的偏析，条带状 和撕裂痕迹非常明显，硬度下降幅度较大，部分组织表面有氧化 痕迹，部分珠光体球化严重；处于鼓包区域的金相组织大

4、部分是 铁素体，锅筒外部过烧较严重，晶界模糊，部分组织颜色发蓝发 红，珠光体大部分球化，导致力学性能恶化，微观组织有被撕裂 的痕迹，强度下降，表明该处长期承受了 ac3左右的高温。1.5运行情况分析检查该炉的水处理设备发现，由于该司炉工未经水处理操作 培训，对离子交换器的运行知识较差，但责任心不强，树脂再生 不及时，水处理工作流于形式。经查该炉四份水质抽查分析报告 都不合格，,有3份给水硬度严重超标，达3.5mmol/l4.0mmol/l （远远超过标准0.03 mmol/l ） o炉水的溶解固形含量超过 3500mg/l,最高达6300mg/l。该锅炉排污方式为定期排污。在 溶解固形含量超标

5、情况下，由于定期排污量不够，不能及时排除 锅内形成的水渣，部分水渣又在受热部位聚集成二次水垢。随着 锅筒内的水不断蒸汽浓缩，水中盐类物质的浓度随之不断增大， 当达到饱和时，就会在蒸发面上析出沉淀，形成水垢。管理部门 发现该锅炉从水质不合格后，在年检前三个月往锅炉内添加除垢 剂，添加除垢剂后未能对炉水进行及时监控及打开人孔进行锅筒 内部脱落水垢的清理，导致锅筒底部沉积了大量垢渣，锅筒过热 鼓包。1.6锅炉的结构分析该锅炉为单锅、纵置式链条炉排锅炉，锅筒鼓包处正好位于 燃烧室温度最高处，直接随火焰辐射和冲刷，是热负荷最高的部 位。该锅筒底部沉积的水垢厚度达150mm左右。水垢的导热率 仅锅炉钢板的

6、数十分之一到数百分之一，使锅筒鼓包处钢板吸收 的炉膛高辐射热量难于传导给锅水，致使钢板金属壁温不断升 高，当长期经受超过钢板金属的许用温度时，金属发生过热甚至 过烧，在锅筒内压作用下，最终导致鼓包。2处理方案根据锅炉定期检验规则第十九条第3款之规定“承压部 件的变形不超过下述规定时可予以保留监控，变形超过规定时一 般应进行修理（复位、挖补、更换）：（1）筒体变形高度不超过 原直径的1.5%,且不大于20mm；"第4款之规定,，承压部件的 材质发生过烧，应判定其范围，必要时进行挖补或更换；'对于 锅筒鼓包部位须做挖补修理。并按锅炉化学清洗规则的规定 对锅炉进行化学清洗。3预防措施由上可知，由于给水硬度长期超标，定期排污时操作不当， 以及长时间不进行清渣除垢，造成锅筒底部沉积了大量水垢 (渣)，使传热恶化，导致端变鼓包变形事故的发生。建议使用 单位采取以下预防措施：(1)加强h