副省煤器在干熄焦系統的作用和故障分析

一、副省煤器在干熄焦系統的位置及作用

副省煤器位于干熄爐入口處,在干熄焦系統中主要起到2個(gè)作用。其一降低干熄爐入口溫度,一般情況下副省煤器將循環(huán)氣體溫度由160-180℃降至120-140℃。其二提高除氧器進(jìn)水溫度的作用,同時(shí)將進(jìn)水溫度由60攝氏度升至85℃左右。

二、故障經(jīng)過(guò)

2018年3月8日 3#干熄焦系統開(kāi)始年修前的降溫降壓操作, 3月9日10:00 T2溫度達到100℃,11:56分停除氧器給水泵, 3#副省煤器開(kāi)始放水作業(yè),13:00左右副省煤器內水基本放空。11:00 T5溫度達到400℃,降溫進(jìn)入二階段,由導入空氣量及循環(huán)風(fēng)量進(jìn)行控制。1月8日根據降溫需要開(kāi)始陸續打開(kāi)各人孔,3月9日對1#副省煤器進(jìn)行開(kāi)人孔檢查,發(fā)現管道多處燒流,成鐘乳石形狀物體。

三、操作存在的不同

本次3#爐年修降溫與以往不同處:由于冬季溫度較低,為防止各處管道結冰,副省煤器提前放水,T2溫度達到100℃之后副省煤器開(kāi)始放水,利用循環(huán)氣體熱量將副省煤器內殘留水分烘干。 正常情況下要等系統降溫結束再進(jìn)行放水,本次屬于提前放水。

四、 原因分析

根據運行數據顯示:放水后3月7日1:30 T2溫度有一個(gè)明顯的升溫過(guò)程,高點(diǎn)2:51分165℃。由下圖可以看出在T2溫度升高期間風(fēng)機出口溫度(副省進(jìn)口溫度)沒(méi)有明顯變化;循環(huán)風(fēng)量一直在8.5萬(wàn)m 3/h -9萬(wàn)m 3/h 萬(wàn)之間波動(dòng),因此T2溫度的變化不是由風(fēng)機出口溫度、循環(huán)風(fēng)量變化引起的。

在T2溫度升高至降低的過(guò)程中,系統數據顯示旁通流量從0升至2.9萬(wàn)m3/h,但是實(shí)際旁通流量閥一致處于關(guān)閉狀態(tài)。流量變化引起壓力的變化,而此處流量變化又與T2溫度變化相吻合,判斷應為FeS自燃放熱、燃燒過(guò)程中此處壓力發(fā)生變化,從而使得流量變化。

在副省煤器管道外壁除塵灰與硫化物的混合物,經(jīng)化驗室化驗其硫含量達到百分之12.39。結合遷鋼化驗結果及粉塵的硫含量較高,T2溫度波動(dòng)較大,管道燒熔嚴重,判斷應為FeS自燃放熱,造成副省煤器里面的焦粉及管道附著(zhù)物燃燒,放出大量的熱,管道被燒熔。

從現場(chǎng)來(lái)看,副省煤器管道被燒熔的部位位于副省煤器正對干熄爐旁通流量管、預存段調節管道下,為了控制T6溫度,干熄車(chē)間長(cháng)期開(kāi)著(zhù)旁通,由于重力作用此處的焦粉沉積較多,同時(shí)1#干熄二過(guò)爐管6次爆管,鍋爐爆管過(guò)程中循環(huán)系統內會(huì )充斥大量水蒸汽、粉塵,水蒸汽在旁通、預存段壓力調節管路處大量凝結成水,凝結水沿管壁落在副省煤器上并向下流動(dòng)。粉塵在水的作用下不斷黏粘在副省煤器管壁上,使得管路間的空隙變小甚至完全堵住。所以旁通管道口下可燃物較多,燃燒起來(lái)時(shí)間要長(cháng),釋放熱量要多,因此管道燒熔主要發(fā)生在這里。

3月26日處理2#干熄爐省煤器漏點(diǎn)時(shí),對2#爐副省煤器進(jìn)行了檢查,發(fā)現也是旁通下邊積灰較多(已經(jīng)組織清理),同時(shí)發(fā)現副省管道外壁有不明結晶物,經(jīng)化驗室化驗分析,外觀(guān)黃色、有結晶態(tài)的粉末及白色層、淺黃色層附著(zhù)的塊狀物中均含有銨根離子、硫酸根離子、少量鐵離子、單質(zhì)硫。

3月6日11:00 T5溫度達到400℃,降溫進(jìn)入二階段,用循環(huán)氣體及導入空氣進(jìn)行降溫。循環(huán)系統內氣體由運行時(shí)的惰性氣體轉換為空氣,為硫化亞鐵自燃提供了外部條件。由于副省煤器內水全部放空,循環(huán)風(fēng)量在此處的流量又偏低,硫化亞鐵在與空氣接觸后自熱過(guò)程所釋放的熱量不能及時(shí)帶走,造成溫度升高.加速周?chē)蚧瘉嗚F的氧化,形成連鎖反應,使得局部熱量積累,溫度不斷升高,造成硫化亞鐵自燃。由于副省中存在除塵灰,它在硫化亞鐵自燃產(chǎn)生的熱量下也會(huì )迅速燃燒,放出更多的熱量。因此在氧化亞鐵與除塵灰的雙重燃燒作用下,副省煤器管在高溫條件下逐步熔化,形成鐘乳石狀物體。因此FeS自燃只是起一個(gè)引燃焦粉的作用,管道燒熔主要是被大量焦粉燃燒釋放的熱量所融化。

五、事故預防措施

硫化亞鐵的存在、與空氣中的氧接觸、一定的溫度,是硫化亞鐵在設備檢修中發(fā)生自燃的三個(gè)要素。在設備檢修中為了預防硫化亞鐵自燃事故發(fā)生,至少要消除其中之一要素。

1.年修降溫不再將副省煤器內水提前放空,待停爐后再進(jìn)行放水。

2.檢修期間,特別是在氣溫較高的環(huán)境下,要加強對檢修現場(chǎng)的巡查,發(fā)現硫化亞鐵自燃,應及時(shí)處理。

3.年修停爐后對副省煤器管進(jìn)行清理,確保將管外雜物、積灰清理干凈。

4.定期對預存段壓力、旁通流量管道進(jìn)行粉塵及雜物排放。