循环流化床锅炉水冷壁管爆管原因分析

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1、第5期中氮肥No．52010年9月M·SizedNitrogenousFertilizerProgressSep．2010循环流化床锅炉水冷壁管爆管原因分析王长生，刘华东，王威强(1．中化平原化工有限公司，山东平原253100；2．山东大学机械工程学院，山东济南250061；3．山东省特种设备安全工程技术研究中心，山东济南250061)[摘要】某厂循环流化床锅炉水冷壁管发生爆管。通过对取样水冷壁管进行宏观观察、金相分析、电镜扫描分析、硬度测试得出结论：引起爆管的根本原因是水冷壁管受火侧结垢导致局部形成酸环境，发生氢腐蚀而

2、造成的。最后提出了预防此类事故发生的措施。[关键词]锅炉；结垢；氢腐蚀；水冷壁管；爆管[中图分类号]TK229．65[文献标识码]B[文章编号]1004—9932(2010)05—0042—03ProbingExplosionofWaterCoolingTubesinCFBBoilerWANGChangsheng，LIUHuadong，WANGWeiqiang'。(1．SinochemPingyuanChemicalCo．，Ltd，Pingyuan253100，China；2．SchoolofMechanicalEngi

3、neering。ShandongUniversity，Jinan250061，China；3．EngineeringandTechnologyResearchCenterrSpecialEquipmentSafetyofShandongProvince，Jinan250061，China)Abstract：Theexplosionwastakenplaceatoneofwatercoolingtubesin75t／hCFBboilerinsomeplant．Thefailurereasonsarebeendetected

4、byphysicalinspectioncombinedwithmetallographicexamination，SEMexamination，andhardnesstest．Itisscalingoninnersurfaceofthetubesthatcreatepartialacidenvironmentresultinginhydrogencorrosion．Topreventsimilaraccidentfromoccurringweputforwardsomemeasuresattheendofthepape

5、r．KeyWords：boiler；scaling；hydrogencorrosion；watercoolingtubes；tubeexplosion温250～300cc，管外实际温度850～900oC。为1基本情况提高水冷壁管向火侧的抗磨能力，共进行过3次山东某化肥生产企业的1台75t／h循环流化表面喷涂处理，其中第1次采用热喷，后2次采床锅炉水冷壁管于2009年9月发生了爆管。爆用冷喷。具体喷涂位置见图1。口位于锅炉卫燃带以上500mm处，爆口大致为20mm×60mm的不规则孔洞，爆口无明显塑性鼓胀变形和管壁外翻现象

6、，爆口边缘没有发现宏观裂纹，但管爆口边缘内壁有明显的局部腐蚀，管壁变薄。停炉进行水压试验，发现其他水冷壁管也有泄漏，泄漏位置与爆管位置基本处于同一高度。该锅炉于2003年投用，其水冷壁管材料为20G，主要参数：额定蒸发量75t／h，额定压力5．2—5．35MPa，额定温度475～490℃，实际水图1爆管位置及啧涂位置示意[收稿日期]2010-03—292原因查找【作者简介】王长生(1957一)，男，山东平原人，中化平原化工有限公司副经理。为弄清水冷壁管失效原因，对水冷壁爆管进第5期王长生等：循环流化床锅炉水冷壁管爆管原因

7、分析。43·行了解剖取样，对管内壁进行了宏观检查、金相分析、电镜扫描分析。2．1宏观检查在剖开的向火侧水冷壁管内发现多处大小不一的腐蚀凹坑(见图2)，大的凹坑尺寸约为20mm×50mm，深度数毫米不等，严重的地方超过壁厚尺寸的一半；小的凹坑约为5mrn×5mm，深度1～2mm。腐蚀凹坑全部分布在向火侧，背火侧水冷壁管内没有发现局部腐蚀及全面腐蚀的现象。另外，向火侧水冷壁管内壁有明显的垢层，背火侧垢层则不明显。图4管内部组织2．3硬度测试通过金相分析发现，水冷壁管外表面镀层共有2层，与前面提到此部分水冷壁管共进行过2次喷涂

8、相符合。对上述金相试样测试显微硬度为：最外层喷涂层组织硬度为HV932，次外层喷涂层组织硬度为HV820，靠近涂层基体组织硬度为HV152，1、5,部组织硬度为HV137，心部组织硬度在标准范围之内¨J。图2腐蚀凹坑及取样位置2．4电镜扫描分析对试样重新处理，进行电镜扫描。由电镜扫2．2金相分析描图片(图5)可以清楚