杜少华, 方 兴, 刘 斌

(中安联合煤化有限责任公司, 淮南 232000)

某煤气化公司在粗合成气生产过程中使用的气化炉为国产气化炉，该炉采用粉煤加压气化技术，其工艺流程是将原煤磨碎并干燥，再用高压气体进行加压，然后利用粉煤给料罐与气化炉的压力差将其输送到气化炉中与氧气和蒸汽混合后进行气化反应生产粗合成气[1]。气化炉在运行过程中产生大量的热量，在其烧嘴部位都装设水冷壁管，以通过水循环来降低气化炉烧嘴及周边部位的温度。在实际运行过程中，水冷壁管常出现穿孔、开裂等失效现象。

某公司4台气化炉开车仅3个月，某水冷壁管先后发生爆裂。经检查，爆裂位置均位于锥段水冷壁，该部位为盘管结构，分为4扇，每扇由上、中、下3部分组成，见图1。爆裂水冷壁管材料为15CrMoG钢，属于低碳低合金珠光体型耐热钢，广泛应用于电力、石化等领域，常用来制造工作温度在450～550 ℃的过热器、集箱和加热炉管等，有很好的耐氧化和耐腐蚀性能，同时还具有很好的热强性[2-3]。该水冷壁管规格为φ38 mm×8 mm，工作压力为5.5 MPa，工作温度为271 ℃,管内介质为饱和锅炉水，管外为炉膛，介质为粗煤气和煤粉，粗煤气的主要成分为H2，CH4，CO。为找到水冷壁管的爆裂原因，笔者通过化学成分分析、金相检验和能谱分析等方法，结合气化炉运行工艺对爆裂管进行了失效分析,并提出合理的预防措施。

图1 气化炉锥段水冷壁结构示意图Fig.1 Structure diagram of water wall in conical section of gasifier

1 理化检验

1.1 宏观观察

现场截取部分爆裂水冷壁管，并对其进行观察，宏观形貌见图2，可见管内、外壁均存在黑灰色产物，产物最大厚度均为4 mm，较为坚硬，与管基体附着紧密，向火侧产物厚度明显偏大；……