DZL型燃煤蒸汽鍋爐是單鍋筒縱置式鏈條爐排水火管鍋殼鍋爐。該型號鍋爐操作簡便，升溫升壓快，熱效率高，適應(yīng)煤種廣'因而使用比較廣泛，普遍用于印染、造紙、皮革等工業(yè)企業(yè)。近些年，我們在鍋爐定期檢驗時發(fā)現(xiàn)，該型號鍋爐煙管口開裂事故時有發(fā)生。僅2011年，我市就發(fā)生六起鍋爐煙管口開裂事故�，F(xiàn)對其中一臺鍋爐的煙管口開裂事故原因進(jìn)行分析。如某染整總一臺在用的DZL41.25AIl型鍋爐，額定蒸發(fā)量：4T/h，額定蒸汽壓力：1.25Mpa，制造日期：2010年5月，投用日期：2010年9月。在2011年12月時，發(fā)現(xiàn)后管板高溫區(qū)第一管束12根煙管管端出現(xiàn)裂紋，其中9根已泄漏。煙管口產(chǎn)生大量徑向裂紋，并且裂紋由焊縫向管板延伸，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
一、開裂原因分析
    （一）高溫區(qū)第一管束區(qū)域溫度最高，煙管伸出量超標(biāo)，接觸溫度過高，煙管端容易形成熱應(yīng)力，產(chǎn)生熱疲勞裂紋。1．通過內(nèi)部檢驗時發(fā)現(xiàn)，該臺鍋爐第一管束區(qū)域煙管伸出量大部分超過10mm，嚴(yán)重的達(dá)到12mm。根據(jù)《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GB/T165081996《鍋殼鍋爐受壓元件強(qiáng)度計算》及相關(guān)鍋爐的制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)管板與600c以上的煙氣接觸時，其煙管端口伸出焊縫的長度不應(yīng)超過1.5mm，焊縫的外觀成型良好及焊腳高度尺寸要求達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，且應(yīng)采取相應(yīng)措施消除煙管外壁與管孔的間隙。由該鍋爐圖樣得知，鍋爐煙管與管板連接為全焊接方式。焊縫要求為管壁厚度加3.5mm，煙管超出焊縫高度最大不得超過1.5mm。該鍋爐煙管壁厚為3mm。所以該鍋爐煙管伸出量，嚴(yán)重超出圖紙設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)8mm的要求，這是產(chǎn)生管端口開裂的直接原因。2．由于管端伸出量過大，受熱比較嚴(yán)重，同時煙氣在管板處轉(zhuǎn)彎進(jìn)入煙管，產(chǎn)生傳熱的尖角效應(yīng)，煙管管端傳熱系數(shù)是管板其他部位的2—2.5倍。這種情況下管端得不到可靠的冷卻，在第一管束煙氣入口管末端部位最容易發(fā)生裂紋，煙管管端傳熱系數(shù)較其他部位大，加之管板上焊接接頭較密集，形成熱應(yīng)力與拘束應(yīng)力的疊加。因此容易造成過熱產(chǎn)生裂紋，進(jìn)而延伸到管板上。
    （二）煙管預(yù)脹時沒有達(dá)到要求。高溫區(qū)煙管在焊接前要求進(jìn)行預(yù)脹以消除間隙。根據(jù)制造廠提供的資料，查閱該鍋爐煙管相關(guān)的預(yù)脹工藝記錄。以及根據(jù)現(xiàn)場割管情況來看，部分煙管預(yù)脹沒有達(dá)到要求，煙管壁與管板間存在間隙。煙管口在進(jìn)行脹接、焊接等加工之后，一方面存在較高的殘余應(yīng)力，另一方面又存在細(xì)小的縫隙。這些縫隙產(chǎn)生毛細(xì)作用，吸人一些爐水，在高溫之下被蒸發(fā)。這樣不斷吸入、蒸發(fā)，使水中游離的NaoH溶液殘存在縫隙之中，這種濃縮的溶液對其鄰近受高殘余應(yīng)力的金屬產(chǎn)生堿腐蝕。并且腐蝕不斷向深處發(fā)展，裂紋也隨著向深處發(fā)展。由于裂紋尖端的集中應(yīng)力很大，腐蝕又是大面積的陰極和小面積的陽極組合，腐蝕裂紋發(fā)展速度很快。隨著時間的推移，腐蝕裂紋引起裂紋擴(kuò)張。腐蝕裂紋是晶間腐蝕，由內(nèi)向外發(fā)展，外觀不易發(fā)現(xiàn)，沒有明顯塑性變形痕跡，且危險最大。所以管端處容易造成開裂，出現(xiàn)泄漏。
    （三）該型號鍋爐結(jié)構(gòu)形式超負(fù)荷能力差。DZL型鍋爐為臥式鏈條爐排水火管鍋爐，受熱面布置十分緊湊，整個鍋爐幾何尺寸較短，燃料在燃燒后經(jīng)過較短的爐膛直接進(jìn)燃盡室后，馬上轉(zhuǎn)入第一回程煙管，爐堂輻射受熱面積小，進(jìn)入煙管前煙氣溫度高，鍋爐整體超負(fù)荷能力較差。加上該鍋爐使用單位出于成本考慮，相對鍋爐容易配置又較小，有時用汽量不夠，經(jīng)常性使鍋爐處于一種超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致鍋爐效率低下，各區(qū)域煙溫超出正常值，鍋爐經(jīng)常正壓燃燒，增加鼓風(fēng)量，煙氣流速增大，煙管溫度升高，這樣容易出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，特別是第一回程煙管出現(xiàn)嚴(yán)重過熱。另外，煙氣進(jìn)入煙管時分布不均勻，致使煙管端受熱不均勻等。管端在高溫情況下，從煙氣得到的熱量不能有效地傳給鍋內(nèi)介質(zhì)，以及管端不平造成溫差應(yīng)力，高溫區(qū)煙管管端的裂紋的產(chǎn)生。
    （四）鍋爐水垢所造成的危害。在內(nèi)部檢驗時發(fā)現(xiàn)鍋爐大量結(jié)垢，左右集箱堆積水垢導(dǎo)致水循環(huán)不暢，鍋爐集箱、鍋筒壁結(jié)水垢1mm以上，后管板處的水垢厚達(dá)2mm。鍋爐結(jié)有水垢時，使鍋爐受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒所放出的熱量不能有效地傳遞到鍋水中，大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度增加，導(dǎo)致金屬管壁局部溫度大大升高。當(dāng)溫度超過了金屬所能承受的允許溫度時，金屬因過熱而蠕變，強(qiáng)度降低。鍋水水質(zhì)長期不達(dá)標(biāo)，以及結(jié)垢嚴(yán)重，造成金屬過熱及金屬表面保護(hù)膜的破壞，形成垢下的汽水腐蝕。煙管與管板在焊接前預(yù)脹不好，留下的間隙在運(yùn)行中積滿水垢與雜質(zhì)，猶如隔熱屏阻礙傳熱，使煙管管端得不到充分冷卻，間接地增加了該處的熱應(yīng)力。
二、處理方法
    管端出現(xiàn)裂紋的管子必須更換，更換時管端伸出長度應(yīng)控制在8mm以內(nèi)，管端裂紋至管板的9根煙管更換新管，裂紋長度為23mm的3根煙管進(jìn)行補(bǔ)焊處理。無裂紋的煙管中超過設(shè)計長度的煙管采用角向磨光機(jī)打磨至設(shè)計尺寸。更換煙管施工過程中對高溫區(qū)管孔進(jìn)行坡口打磨，并在焊前進(jìn)行先預(yù)脹，消除管子與管孔的間隙后，再進(jìn)行焊接，并且嚴(yán)格控制管子伸出管端焊縫的長度。
三、預(yù)防措施
    （一）鍋爐制造方面：鍋爐制造過程中，應(yīng)嚴(yán)把管材質(zhì)量關(guān)，發(fā)現(xiàn)有缺陷管材應(yīng)及時更換；對煙管管材硬度進(jìn)行嚴(yán)格控制；采用放大鏡對管端進(jìn)行管端裂紋檢查；煙管和管板連接角焊縫焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)脹，防止應(yīng)力集中；煙管和管板連接角焊縫盡量采用角焊縫自動焊機(jī)焊接；針對前后煙管的實際距離，對煙管長度進(jìn)行修正；采用管口切割機(jī)對煙管伸出過長部分進(jìn)行割除；管端盡量磨園。
    （二）鍋爐使用方面：使用單位購買燃煤時，要做到購買含硫、含灰份少的煤種，減少硫?qū)�管壁的腐蝕和飛灰對管壁的磨損；加強(qiáng)鍋爐給水的管理，不符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水不得進(jìn)入鍋爐，在以后的運(yùn)行中，要加強(qiáng)對鍋爐的運(yùn)行管理及水質(zhì)監(jiān)督；司爐人員在鍋爐運(yùn)行過程中要加強(qiáng)定期排污，減少水垢的生成，提高對水處理設(shè)備的操作水平，定期煮爐并清理鍋內(nèi)的水垢水渣，特別是氧化鐵垢；為防止垢下腐蝕，在鍋內(nèi)定期加入Na3p04、NaoH等藥品；加強(qiáng)水處理管理工作，采用相應(yīng)的水處里方法，防止鍋爐結(jié)垢，對已結(jié)有水垢的鍋爐，水垢必須清除；加強(qiáng)鍋爐停爐保養(yǎng)工作，防止鍋爐腐蝕；對于原制造管端伸出超長的，可在管孔帶上加封一層耐火層進(jìn)行保護(hù)，這樣既可防止管端裂紋，又可防止管板裂紋產(chǎn)生；建議用戶增加鍋爐參數(shù)，盡量減少鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行時間，同時使鍋爐效率又得以提高，富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)顆粒燃料和木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料同時銷售。


相關(guān)生物質(zhì)鍋爐顆粒機(jī)產(chǎn)品：
1、生物質(zhì)蒸鍋
2、秸稈壓塊機(jī)
3、木屑顆粒機(jī)