蒸汽锅炉烟管泄漏原因分析及具体对策正式.docx

蒸汽锅炉烟管泄漏原因分析及具体对策正式.docx

《蒸汽锅炉烟管泄漏原因分析及具体对策正式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蒸汽锅炉烟管泄漏原因分析及具体对策正式.docx（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

蒸汽锅炉烟管泄漏原因分析及具体对策正式

蒸汽锅炉烟管泄漏原因分析及具体对策（正式）

DeployTheObjectives,RequirementsAndMethodsToMakeThePersonnelInTheOrganizationOperateAccordingToTheEstablishedStandardsAndReachTheExpectedLevel.

编订：

__________________

审核：

__________________

单位：

__________________

文件编号：

KG-AO-2909-40

蒸汽锅炉烟管泄漏原因分析及具体对策（正式）

使用备注：

本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。

下载后就可自由编辑。

　　1前言

　　烟管泄漏是在用锅炉较易发生的事故，锅炉烟管穿孔后，将会导致无法维持正常水位及无法正常燃烧，给运行带来直接影响，给业主带来经济损失，必须紧急停炉，并上报当地锅炉安全监察部门。

本文以一起锅炉烟管穿孔泄漏事件为例，分析此类事件发生的原因，并给出了防止发生的措施。

冬季锅炉使用高峰来临，希望以本文为例，能够引起相关单位有关人员的高度重视，有效预防类似事件的发生。

　　2概述

　　某单位一台额定蒸发量为6t/h的进口卧式内燃烟火管燃油蒸汽锅炉，额定压力1.0Mpa，运行压力0.78Mpa，1997年6月投用，间断运行（累计近4年）。

　　在20xx年5月进行例行检查时，发现该炉后烟箱下部有滴水痕迹，要求立即停止运行，停炉冷却后打开烟箱，可见管板下部有渗水滴水现象，放掉锅水，择日进行了内部检验，发现烟管发生腐蚀穿孔泄漏，具体位置为二回程入口从上向下最后一排、从左向右第2根，同时发现该炉二回程烟管水侧靠近回燃室端存在溃疡状氧腐蚀。

　　3检验及分析

　　3.1宏观检验

　　烟管穿孔部位在靠近管子与管板连接的焊缝处，在穿孔部位存在灰褐色腐蚀产物，刮下腐蚀产物后呈腐蚀凹坑，最深2.9mm，在穿孔部位附近切割截取横断面样管，可见腐蚀凹坑的腐蚀起源于管子外壁，位于焊缝旁，腐蚀凹坑底部壁厚明显减薄，最薄处已穿透。

　　现场将渗漏烟管抽出后，可以看到烟管除穿孔部分外，其它部位的外表面也明显散布多处凹坑，凹坑内有层状覆盖物，疑似腐蚀产物。

　　由于手段所限，尚未能对抽出管段进行进一步的化学成分分析和金相分析，但是由于该锅炉已经正常运行10年，初步判定管子的原材料金相组织正常，化学和力学性能正常，间接可以排除材质原因。

　　3.2资料调查

　　现场检查该台锅炉的产品质量证明文件，发现该台锅炉产品具有完备的材质证明和检验证明，文件资料齐全，烟管使用符合德国TRD201St37.8,规格φ63.5×2.9mm，相当于国内20#锅炉管（GB3087）。

　　3.3运行调查

　　3.3.1该蒸汽锅炉的用途为提供酒店洗衣场日常用气、通过热交换器负责日常生活热水的加热以及担负冬季空调系统的热源。

　　由于设有备用炉，该锅炉并非长时间满负荷运行，全年运行状态为间歇使用，每年合计运行期约为4个月，运行期间蒸汽压力保持范围为0.68～0.78Mpa。

　　3.3.2该炉采用大楼水池供水，原水为市政给水，为保证水池水质卫生标准，物业人员向水池内投放了从卫生防疫站购买的缓释氯球，但未监测水中余氯。

　　该炉配美国原装钠离子交换器，运行正常，在交换器软水出水点取水化验，结果合格。

　　该炉配热力除氧器，由于种种原因，热力除氧器处于间断运行状态，20xx年停用热力除氧，改为化学除氧，但加药浓度常年不变且未进行除氧水水质检验。

　　该锅炉回用蒸汽系统的冷凝水。

软水器出水进入一钢质敞口水箱，冷凝回水也直接进入该水箱，两者简单混合后再由该水箱直接向锅炉供水，目前给水温度平均40～50℃，最高可达70℃左右。

　　3.3.3由于该锅炉房的土建原因，其排污扩容器和相应管道配置安装不完善，锅炉日常运行时定期排污并不彻底。

　　3.3.420xx年夏季对该炉进行了燃料系统的改造，由单燃油改为油/气两用，近一年来均为燃气工况。

　　4腐蚀机理及原因分析

　　腐蚀是指金属表面在周围介质的作用下,由于化学或电化学的作用而产生的破坏。

腐蚀的破坏可以是整体的，也可以是局部的，可以是均匀的，也可以是不均匀的。

从本台锅炉烟管腐蚀的形貌和分析可以得出，烟管的腐蚀是局部不均匀的电化学腐蚀。

具体本例来讲该烟管的腐蚀原因有以下几种。

　　4.1氧腐蚀及其成因

　　对锅炉受压元件来说，水侧以电化学腐蚀为主，火侧（或烟气侧）以化学腐蚀为主。

氧腐蚀属电化学腐蚀，主要原因是水中溶解的氧导致的。

常温下，水中溶解的氧浓度约为9.1mg/L（1绝对大气压，20℃），而GB1576-2001《工业锅炉水质》要求额定蒸汽压力≤1.0MPa，溶解氧浓度≤0.1mg/L，过高很有可能会导致金属腐蚀。

其机理是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀电池，在腐蚀电池中铁的电位总是比氧的电极电位低，所以铁是电池的阳极，锅水是一种有极性的电解质，在水的极性分子的吸引下，钢材表面的一部分铁原子，开始移入锅水而成为带正电的铁离子，而钢材上保留多余的电子带负电荷。

若铁离子不断进入锅水，则使钢板（管）上逐渐出现坑洞，产生了腐蚀。

　　锅水中的溶解氧具有去极化作用，会使这一过程加剧。

而去极化作用的强弱与含氧量多少有关，也就是说溶解氧的含量多少决定着腐蚀的强弱，且两者成线性正比关系。

影响氧腐蚀的主要因素是水中溶解氧的浓度。

溶解氧腐蚀随着水中的溶氧量的增加和水温的提高，腐蚀性也就愈强。

　　该锅炉蒸发量6t/h，虽然现在采用了化学除氧，但是并没有手段测量氧含量，导致给水除氧不彻底，因此锅水中必然含有一定浓度的氧，运行后形成氧腐蚀。

氧腐蚀的宏观特征是金属表面产生溃疡锈疱，溃疡锈疱表面是一层黄褐色或砖红色硬壳，下面一层是黑色粉末状物，将这些粉末清除后会呈现凹坑。

本案例中，该烟管穿孔处有的明显的溃疡锈疱，在金属表面发生的腐蚀，会局部地向深处扩展，逐步形成穿孔。

可以确认，氧腐蚀是该烟管泄漏穿孔的重要原因。

　　4.2氯腐蚀及其成因

　　氯离子交换对金属腐蚀率很高，这是由于氯离子半径小，而且是典型的活化阴离子，在具有溶解氧存在时，更具有活性。

随着锅炉的运行，如果锅水的含盐量增加，氯离子浓度不断升高，氯离子在锅炉底部、烟管及水循环较弱的地方，就会出现较多的沉积物。

当氧腐蚀发生后，金属不断溶解，腐蚀坑内金属阳离子不断增加，为维持电荷平衡，水中的氯离子不断向腐蚀坑内迁移，使坑内氯离子浓度不断升高，使腐蚀不断加剧。

　　本案例中，锅炉给水没有进行去氯处理（事实上一般也不做这类处理），锅水中含有一定的氯离子，如果锅炉定期排污不正常不足量，就会造成锅水中氯离子浓度的不断加大，即氯离子的浓缩。

可以判断氯腐蚀也是该烟管泄漏穿孔的原因之一。

　　4.3氧腐蚀和氯腐蚀的共同作用

　　当发生氧腐蚀时，由于氯离子浓度较高，因此氯离子的参与也大大加快了腐蚀速度，且随着氯离子的浓度加大而加大。

水中离子的化学组成不同，溶解氧的腐蚀速度也有所不同。

如水中含有C1-，C1-有破坏保护膜的能力，因而会促进腐蚀。

在氧作用下的内部腐蚀，会由于水中含有氯化物和硫酸盐而加剧，它们使钢铁表面形成疏松锈垢后，会破坏钝化膜，加速局部损伤的发展。

　　由于操作等方面的原因，锅水中含有较高浓度的氧、氯等离子，造成氧腐蚀和氯腐蚀等的共同作用，导致该台锅炉发生了管子渗漏穿孔。

　　4.4冷凝水的回用

　　蒸汽锅炉的冷凝水几乎是纯水，温度大多都在60～70℃,回用价值很高。

如单纯计算水的回用价格也会在10元/吨左右，再考虑到不同的燃料形式、冷凝水回收温度等因素，冷凝水的回用价值可能高达18～25元/吨。

因此，回收冷凝水是符合“节能降耗”大方向的，也能使企业进一步节约成本，得到一定的经济效益。

　　但是,在回用过程中，有一个不可忽略的问题存在-----即冷凝水的品质。

冷凝水的品质是影响冷凝水回收再利用的关键。

　　在低压锅炉中，经常会发现回收的冷凝水颜色发红甚至呈酱油色，本案例就是典型。

这是因为当温度增加时，水中的HCO3-分解成CO2，CO2气体随水蒸汽在冷凝回收管中凝结，致使回水的PH值下降，冷凝水为酸性水质。

同时存在蒸汽系统和凝结水管系统因空气进入，空气中的CO2溶解后也会使回水的PH值降低。

酸性水对管道和水箱的腐蚀性是导致回水中的铁离子超标的重要因素，即使全部换成不锈钢管和不锈钢水箱，也不可能改变冷凝回水水质的酸性，这样致使收集回来的冷凝水品质恶劣，不能直接回用，若硬性使用，发生炉内化学腐蚀是迟早的事。

　　4.5燃烧器改造

　　从环保和节能的角度来讲，燃气对于锅炉来说绝对是一种优质、高效、清洁、节约的燃料，所以目前大量的单燃油锅炉都开始向燃气改造过渡。

　　但是各种改造都将焦点集中于更换燃烧器和相应的管路、控制器，仅仅只是在现有的燃油锅炉基础上，对燃料系统加以改进（例如：

改用燃气或油/气两用燃烧器，增加燃气调压阀、电磁阀、检漏装置和燃气过滤设备），而对锅炉本体不进行修改，认为是“通用”的，殊不知，恰恰是这种“通用”的概念造成了今后运行的不完善。

　　燃油时，在燃料与空气配比正常的工况下，燃油雾化形成的细小油滴粒子进入炉膛，这些油滴粒子很快便失去了其初速度，随着炉膛内的气流一起流动，炉膛空间燃烧的是一些固体碳黑和可燃气体。

而燃气时气体燃料在炉膛空间燃烧时，就没有如燃油时挥发份气化和固体碳粒的燃尽过程，也就是说，这两类燃料燃烧时的火焰黑度是不相同的。

所以这两类燃料燃烧产生的烟气辐射能力是不相同的，形成的最终结果是两种情况下炉膛出口烟温和炉膛吸热量相差很大。

在真正的通用锅炉设计时，应以满足燃气工况为主，以燃油工况进行校核。

但本案例原购买的只是进口单燃油锅炉，后在国内现场改为燃气，从运行观察上看，在燃气时就显得炉膛受热面积明显偏小，造成炉膛出口烟温升高，“入口效应”使后管板和管口的工作条件恶化，此处的蒸发强度最大，热负荷最高。

　　4.6该锅炉结构为烟管和管板采用焊接，该处存在较大的焊接应力，通常在应力集中处腐蚀会更严重，若焊接前没有采取预涨消除间隙或预涨不到位，局部形成环形水膜，另锅炉起停频繁，压力波动大，也会促使、加剧温度交变应力的负面作用。

　　5处理和预防措施

　　5.1严格按照经过锅炉安全监察部门批准的修复方案，按照国家标准进行施工、检查、检验，探伤和水压试验，合格后投用。

　　5.2为减少管板处的入口效应，在目前锅炉结构不能变动的情况下，应加强燃气燃烧器的运行调整，对燃烧器火焰的长度和直径进行必要的压制，严格控制过剩空气量。

适当时可在管板表面敷上薄耐火层。

　　5.3强化给水除氧

　　国家特种设备安全监督部门对锅炉氧腐蚀的危害性日益重视，并于20xx年重新颁布了GB1576-2001《工业锅炉水质》，标准明确规定对于蒸汽锅炉，当额定蒸发量大于或等于6t/h时应除氧，当小于6t/h时如发现局部腐蚀应采取除氧措施。

　　锅炉给水除氧方式多种多样，多年来大家一直都在探求既高效经济又稳定安全的除氧方法，但这必须结合炉型和实际情况，本案例锅炉订货时技术条件明确锅炉进水温度为104℃，现采用化学除氧，进水温度最高才70℃，已经明显脱离设计运行工况，是否最为经济值得深入探讨。

　　即使采用化学除氧，也必须立即安排配备必要的在线或便携式的分析仪器或设备，保证实时掌握状况，主动而及时调整加药比例浓度，保证除氧效果。

　　除氧剂一定要购买正牌公司正规包装产品，拒绝散装货。

化学除氧剂以美国或德国品牌产品为佳。

　　5.4慎重回用蒸汽冷凝水

　　目前常用的冷凝水处理技术是化学药剂法，通过在蒸汽出口或炉前投加皮膜胺和挥发性氨的方法在回水管线内成膜或提高回水的PH值，来阻止腐蚀的发生，达到回用标准。

但这种方法只适用于蒸汽用途单一，管道不长的换热系统，对于蒸汽用途复杂的工况，常常达不到预想的处理效果，其原因很多，有系统本身的问题，也有特定工艺造成的，所以，用药剂改善回水系统的腐蚀是有局限性的。

若投资进行硬件改造，增加除铁除硬设施也不太现实，目前唯一的做法是慎重考虑回用蒸汽冷凝水，这应从比较安全和经济两者的关系重要性上予以取舍。

　　5.5控制锅水的PH值在合理范围

　　按照GB1576-2001《工业锅炉水质》规定，锅水PH=10～12，因为在这个范围内不仅能防垢，也能防腐，但是其前提是给水进行了充分除氧。

　　从本案例锅炉目前运行情况看，给水除氧效果并不理想，在这种情况下要根据实际情况进行一定调整。

锅水处于高温状态下时，当PH＜8或PH＞13时，锅炉金属表面的保护膜都会因溶解氧而遭到破坏，从而使金属腐蚀加剧，当7≤PH＜10时，主要发生氧的去极化和氢氧化亚铁被氧化的反应，但都很微弱，当PH≥10后，钢材的腐蚀由均匀转为局部，并具备了溃疡和孔蚀的条件，从绝大部分研究的结果看：

如果锅炉给水未除氧或除氧不完全，锅水的PH值控制在8～10左右能够有效的防止氧腐蚀。

　　5.6严格运行纪律

　　司炉人员必须严格执行各项锅炉及锅炉房的运行操作规程和工艺纪律。

应特别强调以下几点：

对锅炉加载时的速度，避免快速升压；日常强化各项水质的监督，认真做好加药、清洁工作；确保软水器运行正常、再生正常，保证水处理操作的正确性，防止过多的氯离子进入锅炉；确保锅炉定期排污的频率和排量，保证锅水的含盐量在正常标准之内，尤其是采用了化学加药的方法后，排污的重要性更加明显，该项工作决不能有丝毫放松。

请在这里输入公司或组织的名字

EnterTheNameOfTheCompanyOrOrganizationHere