丙烯酸装置余热锅炉炉管的爆裂原因
2013-10-21金光熙金光日毕学文
机械工程材料 2013年4期
关键词:烟气
金光熙,金光日,毕学文,华 硕
(1.吉林化工学院理学院,吉林 132022;2.吉林石化公司电石厂,吉林 132021)
0 引言
吉林石化公司丙烯酸装置余热锅炉以燃烧渣油产生的烟气热量为热源来加热20钢炉管(以下简称炉管)中流动的冷凝水,使其产生水蒸气供反应器用。炉管的外径为38mm,厚度为3.5mm,进口烟气温度为700℃,出口烟气温度为480℃,炉管内的蒸汽压力设计为0.8 MPa。2011年3月16日在运行过程中数根炉管(2004年开始使用)同时发生爆裂泄漏,使锅炉无法正常工作。为了防止事故的再次发生,作者通过分析失效炉管的化学成分、微观组织以及结垢物,找到了炉管爆裂的原因,并提出了解决办法。
1 理化检验及结果
1.1 宏观形貌
由图1(a)可见,炉管爆裂的位置在烟气进口部位,烟气出口部位的炉管几乎没有爆裂,所有爆裂的炉管均沿纵向爆裂,爆裂失效的长度约为140cm,这与进口烟气通道的长度基本吻合。由图1(b)可见,炉管在沿爆口厚度方向出现多层分层和不同程度的减薄,及炉管外壁氧化和剥落后的形貌;另外,烟气进口方向的炉管均有胀粗的现象。为了系统地观察和研究炉管爆裂的原因,停炉后分别截取一段已结垢但未爆裂还能通水的炉管、堵塞后尚未爆裂和堵塞后爆裂的炉管,观察其横截面形貌。从图2可见,已结垢但未爆裂的炉管可以清晰地观察到树轮状的内垢物,其质地坚硬,与炉管内壁结合牢固,不易脱落,表明炉管内部结垢是长时间积累的;堵塞后尚未爆裂的炉管,其堵塞物质地酥松,切割时还具有一定的湿度,发出类似于H2S的味道;……
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