副省煤器在干熄焦系统的作用和故障分析

一、副省煤器在干熄焦系统的位置及作用

副省煤器位于干熄炉入口处,在干熄焦系统中主要起到2个作用。其一降低干熄炉入口温度,一般情况下副省煤器将循环气体温度由160-180℃降至120-140℃。其二提高除氧器进水温度的作用,同时将进水温度由60摄氏度升至85℃左右。

二、故障经过

2018年3月8日 3#干熄焦系统开始年修前的降温降压操作, 3月9日10:00 T2温度达到100℃,11:56分停除氧器给水泵, 3#副省煤器开始放水作业,13:00左右副省煤器内水基本放空。11:00 T5温度达到400℃,降温进入二阶段,由导入空气量及循环风量进行控制。1月8日根据降温需要开始陆续打开各人孔,3月9日对1#副省煤器进行开人孔检查,发现管道多处烧流,成钟乳石形状物体。

三、操作存在的不同

本次3#炉年修降温与以往不同处:由于冬季温度较低,为防止各处管道结冰,副省煤器提前放水,T2温度达到100℃之后副省煤器开始放水,利用循环气体热量将副省煤器内残留水分烘干。 正常情况下要等系统降温结束再进行放水,本次属于提前放水。

四、 原因分析

根据运行数据显示:放水后3月7日1:30 T2温度有一个明显的升温过程,高点2:51分165℃。由下图可以看出在T2温度升高期间风机出口温度(副省进口温度)没有明显变化;循环风量一直在8.5万m 3/h -9万m 3/h 万之间波动,因此T2温度的变化不是由风机出口温度、循环风量变化引起的。

在T2温度升高至降低的过程中,系统数据显示旁通流量从0升至2.9万m3/h,但是实际旁通流量阀一致处于关闭状态。流量变化引起压力的变化,而此处流量变化又与T2温度变化相吻合,判断应为FeS自燃放热、燃烧过程中此处压力发生变化,从而使得流量变化。

在副省煤器管道外壁除尘灰与硫化物的混合物,经化验室化验其硫含量达到百分之12.39。结合迁钢化验结果及粉尘的硫含量较高,T2温度波动较大,管道烧熔严重,判断应为FeS自燃放热,造成副省煤器里面的焦粉及管道附着物燃烧,放出大量的热,管道被烧熔。

从现场来看,副省煤器管道被烧熔的部位位于副省煤器正对干熄炉旁通流量管、预存段调节管道下,为了控制T6温度,干熄车间长期开着旁通,由于重力作用此处的焦粉沉积较多,同时1#干熄二过炉管6次爆管,锅炉爆管过程中循环系统内会充斥大量水蒸汽、粉尘,水蒸汽在旁通、预存段压力调节管路处大量凝结成水,凝结水沿管壁落在副省煤器上并向下流动。粉尘在水的作用下不断黏粘在副省煤器管壁上,使得管路间的空隙变小甚至完全堵住。所以旁通管道口下可燃物较多,燃烧起来时间要长,释放热量要多,因此管道烧熔主要发生在这里。

3月26日处理2#干熄炉省煤器漏点时,对2#炉副省煤器进行了检查,发现也是旁通下边积灰较多(已经组织清理),同时发现副省管道外壁有不明结晶物,经化验室化验分析,外观黄色、有结晶态的粉末及白色层、浅黄色层附着的块状物中均含有铵根离子、硫酸根离子、少量铁离子、单质硫。

3月6日11:00 T5温度达到400℃,降温进入二阶段,用循环气体及导入空气进行降温。循环系统内气体由运行时的惰性气体转换为空气,为硫化亚铁自燃提供了外部条件。由于副省煤器内水全部放空,循环风量在此处的流量又偏低,硫化亚铁在与空气接触后自热过程所释放的热量不能及时带走,造成温度升高.加速周围硫化亚铁的氧化,形成连锁反应,使得局部热量积累,温度不断升高,造成硫化亚铁自燃。由于副省中存在除尘灰,它在硫化亚铁自燃产生的热量下也会迅速燃烧,放出更多的热量。因此在氧化亚铁与除尘灰的双重燃烧作用下,副省煤器管在高温条件下逐步熔化,形成钟乳石状物体。因此FeS自燃只是起一个引燃焦粉的作用,管道烧熔主要是被大量焦粉燃烧释放的热量所融化。

五、事故预防措施

硫化亚铁的存在、与空气中的氧接触、一定的温度,是硫化亚铁在设备检修中发生自燃的三个要素。在设备检修中为了预防硫化亚铁自燃事故发生,至少要消除其中之一要素。

1.年修降温不再将副省煤器内水提前放空,待停炉后再进行放水。

2.检修期间,特别是在气温较高的环境下,要加强对检修现场的巡查,发现硫化亚铁自燃,应及时处理。

3.年修停炉后对副省煤器管进行清理,确保将管外杂物、积灰清理干净。

4.定期对预存段压力、旁通流量管道进行粉尘及杂物排放。