滏君|干熄焦炉管破裂应急处理研究

干熄焦炉管破裂应急处理研究

摘要：本文以江钢140t/h干熄焦为例，介绍了干熄焦锅炉受热面炉管破裂的原因、现象以及应急处理方法，同时提出怎么预防炉管的破裂，延长炉管的寿命。

关键字：干熄焦      余热锅炉     炉管破裂

Abstract  In this paper the 140t/h CDQ of Jiang-steel as an example, introduces the reason, CDQ boiler heating surface of furnace tube rupture phenomenon and emergency treatment, at the same time, put forward how to prevent cracking furnace tube, prolong the life of furnace tube.

Keywords : Coke dry quenching     Waste heat boiler     Tube rupture

1.前言

干熄焦系统主要是由提升机、干熄炉、余热锅炉三部分组成。通过循环风机将冷的惰性气体鼓人于熄炉内，与炽热红焦换热，将焦炭冷却，而吸收了红焦显热的惰性气体再将热量传递给锅炉产生蒸汽，冷却后的惰性气体经风机鼓入干熄炉内循环使用。锅炉炉管的完好是整个系统安全运行的基本条件，受热面一旦出现破损往往会出现较大的事故。

干熄焦锅炉受热面主要有水冷壁、省煤器、蒸发器、过热器、吊顶管，各处所处环境不同，炉管材质也不同，管子受损程度也不同。

2.造成爆管的原因和爆管现象及应急处理

2.1锅炉爆管的原因

使炉管爆破的原因是复杂的，多种因素交错，现根据生产实际，罗列一些原因：①锅炉水质不合格，使得受热面形变而强度下降。②锅炉水循环不良，造成局部受热面缺水而温度升高。③某些机械损伤。④高温焦粉的冲刷，加大对炉管的磨损。⑤炉管所用材质不合格，不符合锅炉用钢。⑥炉管制造安装时存在缺陷。⑦操作因素，操作不当，升降负荷过快使管子蠕变。

2.2炉管破裂的现象

发生炉管爆裂后能第一时间做出判断是至关重要的，做出判断从而及时采取紧急停炉措施，从而避免更大事故的发生。沙钢1#—3#干熄焦已经发生过几次爆管故障，结合几次故障，总结出了一些爆管后的现象：①锅炉送水增大，汽包水位下降，蒸发量明显小于给水量。②锅炉压力迅速下降。③预存室压力升高，炉盖处冒火。④循环风机底部、锅炉底部有明显积水。⑤循环阻力增大，循环风量降低，风机电机电流增大。⑥一次除尘、二次除尘、大气放散、环境除尘有水汽冒出。⑦循环气体中H₂含量明显上升。

2.3爆管后的应急处理

锅炉爆管后要及时做出应急措施，以避免更大事故的发生，其原则就是稀释可燃气体成分，避免达到爆炸极限。①迅速打开锅炉底部、循环风机前后的冲氮点以稀释可燃气体成分。②打开炉顶紧急放散阀、大气放散阀。③打开锅炉底部、风机底部、气体冷却器底部排水阀。④降低循环风机转速。⑤关去环境除尘的蝶阀、停环境除尘风机。⑥关微波料位计主阀。⑦关一次除尘、二次除尘插板阀。⑧停空气鼓入风机，关手动阀。

3.受热面爆管举例

3.1省煤器损坏

省煤器位于锅炉的底部，其作用是降低锅炉出口烟气温度、提高给水温度、提高锅炉的热效率，已经是现代锅炉不可缺少的一部分。干熄焦余热锅炉的省煤器破损除了安装时的缺陷，主要还有两方面原因：（一）管内壁腐蚀：主要是水质的影响。例如给水pH过低，酸度大会加大内壁的化学腐蚀；给水除氧效果差，会造成管内壁吸氧腐蚀（电化学腐蚀）。（二）管外壁腐蚀：主演是烟气温度的影响。省煤器位于低温区，循环气体中成分复杂，如果排烟温度低于标准值，烟气中的某些成分，尤其是含硫成分到达露点会凝聚到省煤器外壁造成化学腐蚀而降低管子强度。

省煤器破损的主要现象是锅炉底部烟气出口有潮湿或有水滴出，排烟温度下降较大。2013年6月份2#CDQ省煤器漏水，经停炉检查是管子原焊缝处存在缺陷，水压试验时未发现，投产后，焊缝处经高压而破裂。

对于省煤器破损的预防应做到：水压试验时一定要排出各处焊缝是否有渗水现象；加强水质管理，严格加药、定期排污制度；严肃工艺纪律的执行，严格按操作规程控制排气温度。

3.2吊顶管破裂

吊顶管位于余热锅炉最高温处，所处环境最为恶劣，主要受夹杂着焦粉的高温烟气的冲刷，而造成对管子的磨损。吊顶管迎风面要安装防磨罩，其材质一般为0Cr25Ni20。

2013年5月，3#干熄焦吊顶管破裂，导致了近半月的热停。分析原因主要有：①干熄焦强化生产，负荷增加，导致吊顶管防磨罩冲刷严重。为适应焦炉不断的强化生产，循环风量设置到最高值，进入锅炉的气流增加，含尘量也增加，烟气温度也持续在990℃以上，使防磨罩和管子性能下降。②焦化厂5#—6#焦炉长期生产供小高炉使用的焦炭，质量较差，造成焦炭中焦屑、焦粉含量较多，一次除尘运行负荷增加，进入锅炉的烟气颗粒明显增高。

对于吊顶管爆破的预防，要做到：①加强对干熄炉和锅炉连接处一次除尘耐材的把关，对检修质量进行攻关，提高耐材使用寿命。②从锅炉炉管、防磨罩着手，有必要提高吊顶管和防磨罩材质质量，或者采用耐磨喷涂技术，以确保锅炉的安全稳定运行。③在工艺控制方面，要严格工艺纪律的执行，尤其是对一次除尘、二次除尘的效率要定期检测。

3.3过热器破裂

过热器的作用是将饱和蒸汽加热成为一定温度的过热蒸汽。过热器也是处在高温烟气区，工作条件较差，其管内流动的蒸汽也是锅炉内所有受热面内介质温度最高的，一般前三排管子也加防磨罩。

2013年10月，3#干熄焦锅炉过热器第三排管子破裂被迫停产十余天，过热器管束破裂的主要原因有：①携带焦粉的高温烟气对上几排管子的冲刷严重，使管子蠕变而性能下降。②锅炉给水水质不良，造成管子内壁结垢使传热效果降低，热量不能及时被蒸汽带走而使管子破裂。③循环气体中一氧化碳、硫化氢、氨等有害成分对金属外壁的侵蚀而造成管子强度下降。④炉管在制造、焊接、安装的时候存在缺陷，管子在生产运行中逐渐变薄而破损。⑤水冷壁等处结焦积灰，会使传热不良，造成局部温度过高而使管子破裂。

预防过热器的爆裂，应做到：严格水质检测管理，加强锅炉排污，保证蒸汽品质，使传热效果良好；保证除尘系统的正常，减少循环气体中的含尘量；利用定修、年修等及时清理管间的积灰；确保安全阀的灵敏性，不使过热器在超压下运行；严格控制锅炉入口烟气温度不超标。

4.结语

干熄焦余热锅炉较普通的燃煤锅炉特殊，循环烟气成分复杂有害，烟气含尘量大且温度高，对锅炉炉管材质要求高；因热源来自红焦，红焦可以析出可燃气体，一旦发生炉管破裂事故，后果极为危险。日常运行中按工艺规程操作是避免爆管的可靠途径，杜绝野蛮操作、超负荷运行。

 

 

 

参考文献

[1] 于临秸. 锅炉运行[M]. 北京：中国电力出版社，2006

[2] 潘立慧，魏松波. 干熄焦技术[M].北京：冶金工业出版社，2005

[3] 刘波，刘艳. 干熄焦工艺[J]. 鞍钢技术,2007（6）

[4] 郭树才. 煤化工工艺学[M]. 北京：化学工业出版社，2005