（山东省特种设备检验研究院淄博分院，山东 淄博 255000）

几种煤气炉水夹套常见缺陷的分析

孙伟松，闫风琴，宫艳斌

（山东省特种设备检验研究院淄博分院，山东 淄博 255000）

分析了煤气炉夹套鼓包、腐蚀、磨损、水垢等缺陷。

水夹套；鼓包；腐蚀；磨损；水垢

煤气发生炉生产煤气是煤炭气化的一条主要途径，具有气化率高、生产调节灵活等优点，被广泛应用于小城镇居民生活用气，以及机械、冶金、建材、轻工等行业的热加工车间。水夹套是煤气发生炉的关键部件之一，位于煤气发生炉的中部。夹套内侧是高温的煤层，煤通过不完全燃烧产生半水煤气，燃烧产生的热量通过水夹套内的水来冷却，燃烧后的煤渣则由旋转的灰盘排至炉外。

水夹套如果使用不当，通常会出现鼓包、腐蚀、磨损、水垢等缺陷。这些缺陷如不及时被发现，必将缩短设备的使用寿命，影响正常生产，甚至危及人民生命财产的安全。本文从鼓包、腐蚀、磨损、水垢等这几个方面来对缺陷进行分析。

一、鼓包、水垢缺陷分析（图1、2）

图1

1．操作失误，炉内缺水加水情况造成的鼓包

图2

由于工人的工作失误，或者由于无备用水箱，在水泵不能正常工作时，无法对炉内进行及时补水，如果不明情况，盲目加水，很容易造成水激事故，进而可能造成物理爆炸将炉膛撕裂引发化学爆炸，危害极其严重。如果炉内严重缺水，内壁就无法进行换热，进而很容易达到相变温度以上，强度、硬度急剧降低，一旦加水，液态水瞬间气化，形成爆破力，引起炉内鼓包甚至撕裂。因此，在操作过程中司炉人员应加强责任意识，同时配备应急水箱，遇到不正常的情况及时分析并采取措施，防止发生缺水和水循环不畅而引起的事故。2010年8月，山东省淄博市一建陶厂由于夹套缺水操作工盲目加水发生煤气炉体炸裂而引发的水煤气和空气混合的二次爆炸。据悉，本次事故人员伤亡及经济损失很大。针对这种事故原因，当地企业纷纷采取了增加高低水位报警仪和上水管路截止阀控制系统，从物理上最大程度降低缺水的可能。

2．水处理不合理产生水垢及鼓包

某些企业由于资金或管理上的原因，进入水夹套的水未进行水处理或水处理不合格，使水夹套内的水硬度大、杂质多，其中钙、镁重碳酸盐类在高温下分解，在夹套内表面上析出难溶性物质形成水垢。由于未及时排污或排污不够，夹套内水不断蒸发，水中的盐类不断浓缩，当达到钙、镁等盐类的饱和浓度时，如继续蒸发，在夹套内表面也会结晶析出。由于夹套内表面有水垢，导致热传递能力下降，受热面金属壁温升高。水垢厚度越大，受热面金属壁温上升也越高，金属的强度则相应地下降。当壁温超过 450℃时，金属将发生蠕动变形，在外压作用下形成鼓包。此外，如果水质情况很差，还极容易在人孔上方，以及组装加强环处积垢过多形成鼓包。同时也有水夹套使用不足1年其进水管就完全被水垢堵实，整个夹套内壁鼓成四个大包的情况。因此，在实际操作过程中，一定要做好水质管理和监测工作，使用单位必须配备经培训合格的持证化验员，进入水夹套的水必须是经化验合格的水，每个台班化验水两次，并且要督促司炉人员按规定的排污时间和排污量进行定期排污。在检修时，应检查夹套内表面的结垢情况，并及时将结垢清除。

3．加煤不均匀产生鼓包

煤气发生炉运行中由分煤挡板和分煤器负责均匀平整地布煤，再配合司炉人员进行定时扎钎和打钎，从而确保炉内煤层和渣层的均匀。在实际操作时，若分煤挡板和分煤器位置调节不当会导致布煤不匀，某些部位燃烧层较高，这样同一轴线上高温区会较长，对应该区水夹套处产生的上升蒸汽相对较多，在该部位的中上部形成汽水混合区。由于蒸汽的传热较差，导致夹套中上部局部受热面的金属温度升高，材料的强度下降，造成鼓包。因此，实际使用过程中应把布煤器位置调整恰当，保证布煤均匀。司炉人员应定时打钎和扎钎，确保燃烧层和灰层的均匀。

二、腐蚀磨损缺陷分析

单纯从化学腐蚀来讲，对炉体本身影响不是很严重。这里要讨论的主要是物理磨损。

1．煤层转动造成夹套内壁磨损减薄

煤气发生炉水夹套内壁与煤层接触，当炉内灰渣层较高时，转动灰盘出灰。由于灰盘上的炉篦转动，其带动的煤层与夹套内壁摩擦，造成内壁磨损减薄。特别是在安装时，如果夹套轴心与灰盘炉篦轴心不同心，则当炉篦带动煤层转动时，煤层偏心侧与夹套内壁之间的摩擦力增大，将形成局部偏磨现象。同时，如果水处理不好，水垢较厚，夹套内壁温度升高，受热面金属材料硬度下降，耐磨性变差，更会加速内壁的磨损。因此，在设计时可以把内壁下筒节设计得较厚一些，增大磨损裕度。在安装和维修时应保证夹套与炉篦同心； 在使用操作时应搞好水处理，降低内壁金属温度，以减少磨损，延长夹套使用寿命。

2．堆灰处灰盆转动造成夹套外壁及U型圈磨损减薄

当灰盆转动时，通过挡板，炉灰会自动从灰盆上方溢出，而就在溢出的同时，炉渣与外筒特别是U型圈存在一定的摩擦。如果炉体外侧没有护板，磨损的就是炉体本身，这里需要强调的是由于水封的存在，这个部位存在的是化学腐蚀和物理磨损的双重作用，腐蚀速率较快。

3．停炉期间的化学腐蚀

为了出灰和防止煤气外溢，在煤气发生炉炉体下部裙板和灰盘之间设计成水封。操作时因工艺需要向炉内喷淋冷却水或蒸汽。在停炉时，若不及时清除炉内的煤渣及水分，煤中的硫燃烧生成的SO2、SO3与煤渣中的水分反应生成硫酸和亚硫酸，二氧化碳与水反应生成碳酸。这些腐蚀介质以及煤渣中的其它腐蚀介质与内壁接触，将发生化学腐蚀和电化学腐蚀，在局部区域出现斑点、局部凹坑、穿孔等。这些腐蚀往往很严重，导致水夹套需要焊补或提前更换。

三、结语

从以上这几种缺陷，不难看出，对煤气炉设备精心设计、正确安装、严格使用管理的重要性和必要性。从使用上，使用单位应按照《特种设备安全法》的要求，建立一整套完善的岗位责任、安全操作、交接班等管理制度，注重司炉人员及水质化验人员的岗位培训，及时制定和认真执行设备的检修和定期检验计划，以确保煤气发生炉的安全经济运行。

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