摘要：干熄焦鍋爐在干熄焦過程中，能起到剩余燒化能量的回收，對產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行二次利用以及冷卻循環(huán)氣使用等主要生產(chǎn)作用。其中，作為干熄焦系統(tǒng)最重要的組成部分之一，鍋爐管的安全性能直接關(guān)系到干熄焦生產(chǎn)的正常運(yùn)行，以及事關(guān)干熄焦設(shè)備中維護(hù)檢修人員的人身安全。因此，本文從干熄焦生產(chǎn)中鍋爐爆管的原因入手，研究探討干熄焦生產(chǎn)中預(yù)防鍋爐爆管出現(xiàn)的方法。
Abstract: in the process of CDQ, the CDQ boiler can recover the residual burning energy, reuse the generated steam and use the cooling circulating gas. Among them, as one of the most important components of CDQ system, the safety performance of boiler tube is directly related to the normal operation of CDQ production and the personal safety of maintenance personnel in CDQ equipment. Therefore, starting with the causes of boiler tube explosion in CDQ production, this paper studies and discusses the methods to prevent boiler tube explosion in CDQ production.
Key words: CDQ; Boiler tube explosion; Prevention strategy
關(guān)鍵詞：干熄焦；鍋爐爆管；預(yù)防策略
引言：干熄焦鍋爐和特種鍋爐一樣，有其獨(dú)特的性能。這主要原因是其爐管不僅暴露在熱空氣中，還受到焦炭粉塵顆粒的侵蝕和磨損，從而增加了對爐管材料的要求。此外，干熄焦生產(chǎn)還必須充分保證鍋爐給水系統(tǒng)和水循環(huán)系統(tǒng)的可靠性，防止鍋爐火災(zāi)損壞鍋爐管，必須遵守鍋爐和空氣循環(huán)系統(tǒng)的阻塞條件，以確保能夠安全阻塞。如果鍋爐管破裂并開始泄漏，循環(huán)氣體中的 H2 含量會暴漲，如果控制不當(dāng)，就會發(fā)生爆炸，因此，操作員必須注意鍋爐管是否有破損的征兆，如果鍋爐管損壞和泄漏，必須在鍋爐管損壞后立即進(jìn)行特殊處理。如果鍋爐內(nèi)循環(huán)的氣體發(fā)生爆炸，首先要打開防爆口，以免損壞鍋爐管，此外，針對鍋爐運(yùn)行過程中出現(xiàn)裂紋的鍋爐管會帶來嚴(yán)重的安全隱患，必須采取預(yù)防和檢測措施。
一、干熄焦生產(chǎn)中鍋爐爆管的原因
運(yùn)行時(shí)鍋爐換熱器表面的水冷壁管、對流管和省煤器管稱為鍋爐爆管。由于過熱、磨損和腐蝕等多種因素相互作用，引起管道破裂，鍋爐熱水耗盡，導(dǎo)致鍋爐工作不正常。經(jīng)研究，鍋爐爆管主要有以下原因。
（一）第一個(gè)原因是鍋爐供水水質(zhì)不穩(wěn)定，水處理形式有缺陷，污水處理不按既定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，管道內(nèi)壁不合格，管道環(huán)境被污染或者出現(xiàn)生銹情況。一般這些主要原因是一些鍋爐吸水，其最大底物硬度為 5 mmol/L，適用于富含硫和鐵的硬水，如果水處理不當(dāng)就會容易導(dǎo)致爆管，需要強(qiáng)制停爐檢修，對生產(chǎn)和使用壽命造成相當(dāng)大的損害和影響。
（二）在鍋爐管的制造，裝配和維修過程中，焊縫處會出現(xiàn)應(yīng)力集中和機(jī)械損傷，以及這些應(yīng)力集中和機(jī)械磨損的重要區(qū)域的管子破裂，鍋爐故障使其難以滿足生產(chǎn)和運(yùn)營要求。
（三）在鍋爐安裝或維修過程中，污染物會進(jìn)入管道，堵塞管道，阻塞水流通過或完全破壞管道。甚至，管道水垢可能會從內(nèi)壁脫落并在維護(hù)不足的情況下停止水循環(huán)。此外，如果鍋爐運(yùn)行時(shí)水位過低，會造成水循環(huán)不足，之后局部管道溫度過高，導(dǎo)致管道變形甚至開裂。
（四）在規(guī)劃和安裝燃油、燃?xì)饣蛉济哄仩t時(shí)，可能會出現(xiàn)噴嘴角度調(diào)整不正確以及鍋爐某些管子過熱的情況，不正確地打開或關(guān)閉管道會導(dǎo)致冷空氣吹到烤箱管周圍，導(dǎo)致管膨脹和收縮過快或過于頻繁，從而產(chǎn)生危險(xiǎn)的壓力。此外，如果爐膛和燃燒室隔板損壞，燃燒氣體被分流，則容易導(dǎo)致來自局部爐管的熱量集中燃燒。
（五）干熄焦管道可能出現(xiàn)管道腐蝕，設(shè)備老化，從而引起爆管出現(xiàn)。這種情況一般發(fā)生在加熱頭表面的省煤器管中，原因是排氣溫度過低或給水溫度過低，導(dǎo)致了管道酸腐蝕。
（六）局部煙霧率過高，地?zé)峁茉诎惭b、維修時(shí)，地?zé)峁艿钠露取⑴诺責(zé)峁芘c爐墻的距離不符合結(jié)構(gòu)要求，有時(shí)在排管與爐壁之間形成局部煙道，或局部鋪設(shè)管，污染受熱面上的管和橋，導(dǎo)致局部發(fā)煙非常快，造成該部位管磨損和過熱。
（七）由于設(shè)計(jì)疏忽，爐墻墊片沒有按設(shè)計(jì)要求擰緊，漏風(fēng)時(shí)產(chǎn)生渦流現(xiàn)象。在這種情況下，可能會出現(xiàn)管道局部過熱或受熱不均，以及漏氣、廢氣流量增加和受熱噴嘴表面損壞的問題。
（八）管道內(nèi)運(yùn)營的高溫過高也是造成鍋爐爆管的原因之一，管子的過熱有可能是因?yàn)楣茏油旰贸潭葠夯@種惡化是機(jī)械性的，會使得壁爐可能會受到環(huán)境影響而損壞。一旦鍋爐負(fù)荷突然變化、火焰位置不佳、一次和二次空氣吹掃的壁降管和快速爐冷卻出現(xiàn)故障，都會為鍋爐爆管留下隱患。
（九）鍋爐供暖管網(wǎng)或回汽管網(wǎng)中被二氧化碳或氧氣腐蝕。鍋爐回水系統(tǒng)同時(shí)儲存氧氣和二氧化碳，加劇了系統(tǒng)鋼管網(wǎng)絡(luò)的腐蝕，使水呈微酸性，致使管道保護(hù)膜損壞。隨著碳鋼設(shè)備和加熱系統(tǒng)中氧氣含量的升高，會產(chǎn)生大小潰瘍，從而加速腐蝕，這會使回水和冷凝液的顏色變成黃色、紅色甚至醬油色，鐵離子含量高，會刺破鋼管。常見的蒸汽和冷凝水管線會腐蝕、刺破和泄漏，這也是一些新型碳鋼鍋爐管的使用壽命為4-5年的原因。因此，這意味著冷凝水管線必須每 4 到 5 年更換一次。如果鍋爐回水中的鐵含量過高，鍋爐水中不僅會出現(xiàn)常見的冒紅色水現(xiàn)象，而且氧化鐵沉積物下也會發(fā)生腐蝕。此外，在這過程中磷酸鹽水垢在鍋爐中迅速積聚，這是氧化鐵皮的導(dǎo)熱能力很低，氧化鐵皮層的傳熱效率與爐管的傳熱效率相差很大，這使得傳熱非常困難，造成傳熱局部表面溫度過高，降低了金屬的強(qiáng)度，降低了鍋爐的安全性，并導(dǎo)致管道變形和斷裂。
二、應(yīng)對干熄焦生產(chǎn)中鍋爐爆管的處理方法
（一）首先，必須停止充電、通風(fēng)和風(fēng)扇以避免積聚灰塵，降低鍋爐汽包內(nèi)的壓力。如果壓力超過5.0MPa，可相應(yīng)提高減壓速度，每 0.3 兆帕/分鐘減壓至 5.0 兆帕，并在正常減壓速率的基礎(chǔ)上降低壓力以減少泄漏。向循環(huán)氣中通入N2，降低循環(huán)氣中H2等易燃成分的濃度。一般來說，要調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口，需要增加進(jìn)風(fēng)口的數(shù)量，控制循環(huán)氣體的成分，如果鍋爐入口壓力為正，則先前儲存的壓力會進(jìn)一步增加，如果燃?xì)獾某煞掷^續(xù)增加，則可以打開爐蓋釋放壓力，烤箱蓋可以在 5 分鐘后關(guān)閉。
（二）爐管損壞后，會在燃?xì)庋h(huán)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生大量的高熱蒸汽，這是氣體循環(huán)系統(tǒng)可能運(yùn)行受阻，干淬爐應(yīng)急庫內(nèi)壓力升高或波動劇烈。需要打開儲罐調(diào)壓閥，調(diào)節(jié)儲罐壓力，控制爐口火勢。鍋爐管損壞后，大量蒸汽從干式滅火器上吸管吸入下粉站，大大影響粉站效率，要及時(shí)關(guān)閉頂蓋以收集干式滅火器中的粉末，逐漸減少循環(huán)風(fēng)量，以此達(dá)到正常風(fēng)量的70%。
（三）如果鍋爐管損壞，鍋爐底部積水，應(yīng)打開鍋爐底部和附加省煤器底部的排水閥排水，鍋爐管的損壞使氣體循環(huán)受阻礙，并且增加了循環(huán)氣體中H2和CO的濃度，嚴(yán)重時(shí)可能影響鍋爐系統(tǒng)的防爆口的打開。因此，操作人員和維護(hù)人員應(yīng)遠(yuǎn)離防爆區(qū)域，以免受傷。如果之前儲存的壓力和燃?xì)獬煞终＃蜁惭b紅焦罐，將干式滅火器內(nèi)的料位調(diào)整到料位下限，按照降溫減壓的過程進(jìn)行降溫。
（四）按照目前實(shí)際工況和鍋爐爐管狀況的對工藝運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，將汽包壓力由5MPa降為4.5MP、鍋爐入口溫度由880℃降為830±10℃、主蒸汽溫度由545℃降為520±5℃運(yùn)行操作。其中，主節(jié)汽調(diào)節(jié)閥和減溫水流量調(diào)節(jié)閥，可由相關(guān)工作人員按照實(shí)際工況對兩個(gè)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行改造，將其調(diào)節(jié)到合理范圍內(nèi)（更換閥內(nèi)件調(diào)節(jié)范圍為：主節(jié)汽調(diào)節(jié)閥小于35t/h、減溫水調(diào)節(jié)小于3t/h）。在爐管備件到貨后由相關(guān)工作人員向公司匯報(bào)申請對鍋爐二次過熱器進(jìn)行施工更換，并根據(jù)實(shí)際工況重新系統(tǒng)完整的修訂干熄焦工藝技術(shù)規(guī)程。
三、干熄焦生產(chǎn)中鍋爐爆管的預(yù)防策略
（一）如果管道損壞，應(yīng)該先更換鍋爐管，然后干洗省煤器、翅片蒸發(fā)器、光管蒸發(fā)器、水冷壁和汽包。省煤器、光管蒸發(fā)器、汽包水垢清洗，將14°斜管對著鍋爐水前壁沖洗兩次，如果清洗效果仍不充分，在這種情況下，局部線的內(nèi)壁會殘留一層約0.8mm的堅(jiān)韌不平整層，無法清洗，這部分油管將在下次維修時(shí)完全更換。
（二）有必要改善系統(tǒng)中的水的質(zhì)量，尤其是淡化過程中的水，集中解決混合層水質(zhì)遠(yuǎn)高于正常值的問題，需要綜合考慮進(jìn)水水質(zhì)合格，調(diào)查混層水質(zhì)長重的原因。在確保樹脂的質(zhì)量和比例正確后，我們將重點(diǎn)尋找混合土壤結(jié)構(gòu)和再生過程中的問題。混床再生反沖洗水和分層水使用運(yùn)行時(shí)的混床進(jìn)水流量，由于沒有流量指示器，流量難以確定，水流反沖洗異常，而且再生層效果不是很好。由于混床再生作用較弱，采出水水質(zhì)遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)，平均輸送時(shí)間僅為2天，考慮到上述情況，采用混床反洗再生工藝。
（三）提高運(yùn)營管理和數(shù)據(jù)分析的效率
干熄焦生產(chǎn)鍋爐技術(shù)必須嚴(yán)格操作控制，嚴(yán)格遵守定期采樣和分析要求，必要時(shí)嚴(yán)格監(jiān)控鍋爐管理和衛(wèi)生，確保鍋爐水和蒸汽符合標(biāo)準(zhǔn)。如果發(fā)現(xiàn)異常，向車間報(bào)告并糾正，同時(shí)，測試結(jié)果和運(yùn)行數(shù)據(jù)可以及時(shí)反映系統(tǒng)異常，從而增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析。
（四）加強(qiáng)員工培訓(xùn)，提高操作人員績效
為防止鍋爐管意外破裂，需要聘請經(jīng)驗(yàn)豐富的鍋爐水處理工程師提供理論和實(shí)踐培訓(xùn)，幫助水處理人員處理和糾正常見問題和故障。此外，還應(yīng)該定期組織月度培訓(xùn)班，專門針對生產(chǎn)過程中的錯(cuò)誤和異常情況進(jìn)行分析，對受影響單位的緊急情況進(jìn)行分析，不斷提高操作人員的問題分析能力。
結(jié)束語
通過以上分析和改造，可以顯著提高解決干熄焦生產(chǎn)鍋爐爆管流程的完整性，有效解決鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的問題，避免因頻繁的塊處理和維護(hù)停機(jī)造成的損失，節(jié)省設(shè)備更換和維修費(fèi)用。通過交替運(yùn)行和控制，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，使循環(huán)氣除塵效果和設(shè)備運(yùn)行速度大大提高，減少干熄焦鍋爐的磨損。鍋爐安全是個(gè)不小的問題，鍋爐安全運(yùn)行事關(guān)生命和生產(chǎn)，必須嚴(yán)肅對待。
參考文獻(xiàn)
[1]衛(wèi)曉民.干熄焦生產(chǎn)中鍋爐爆管的預(yù)防和處置[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020(28):106-107.
[2]王志永，張波波. 干熄焦鍋爐爆管典型特征分析[A]. 中國金屬學(xué)會煉焦化學(xué)分會.2012年干熄焦技術(shù)交流研討會論文集[C].中國金屬學(xué)會煉焦化學(xué)分會：中國金屬學(xué)會，2012:5.