废热锅炉强制循环系统爆管事故分析

1  概况
    某单位有一台型号为FR一12T一16／3．82与12万吨／年硫铁矿，铁矿制酸工艺流程配套的中压余热锅炉，产生过热蒸汽压力为3．82MPa，过热蒸汽温度450℃。
    硫酸废热锅炉是由锅炉本体和沸腾层冷却装置两部份组成，锅炉本体的蒸发受热面采用强制循环方式，沸腾炉冷却装置采用自然循环方式。两者共用一个汽包，故称为混合循环。
    硫铁矿在沸腾炉内进行焙烧放出大量的热量，一部份热量被沸腾炉内冷却水管吸收，另一部份高温炉气温度达900±50℃流经锅炉本体呈W型的四个烟道，I烟道布置有高低温过热器及1片水冷壁管，II烟道挂有8片蒸发面，第III烟道布置有7片蒸发面，第IV烟道有6片蒸发面，将炉气温度降至380℃±20℃后再送至后面工序制造硫酸。
2  事故经过
    在2003年某日凌晨5：25分时该炉2^#循环热水泵因交流接触器烧坏而跳闸，2^#循环热水泵停止运行，由于值班人员疏忽未发现，时隔20min，直到5：55分值班长才发现2^#循环泵已停止运行，就通知了锅炉班长，对停泵的工作未作任何交待。锅炉班长就组织人员开启2^#循环热水泵未成功，又立即倒用户1^#循环热水泵于6：05分将1^#循环泵启动了，6：10分该炉汽包压力已超过4．3MPa，汽包安全阀动作并造成I烟道水冷壁管上部无水管段二根管因过热而爆管，逼迫停炉，整个硫酸生产线停产38h之久。直接经济损失近5万元之多，幸亏未造成人员伤亡。
3  爆管事故原因分析
    在当日的清晨5：25分₂^#循环热水泵因交流接触器烧坏而停止运行，无人发现，高温达995℃的炉气仍然不断地流入四个烟道，I烟道炉温较高995℃，I烟道水冷壁由于热水循环泵停止运行，没有动力无水供给这片水冷壁因吸收了热量进行蒸发失去的水量，只有降低该片三根进水管内的水位，无水位的管段仍旧受到995℃高温烟气加热时，(该管Ø38X4，20^#钢)自5：25分至6：05分长达40min无水供给各蒸发面，管内因无水管子过热。到6：10又开启户循环热水泵，冷水急速进入到各烟道蒸发面，使各烟道管热面快速产生大量的蒸汽，造成汽压超过4．3MPa，所以安全阀就动作。由于I烟道温度高至995℃，冷水与管壁温差大，过热时间长，所以进入冷水I烟道的二根管进口无水段，冷水急骤冷却造成管爆裂，裂口呈鲤鱼口形，一个爆口长15mm，宽5mm；另一个爆口长20mm，宽7mm，由管内向外张口，颜色呈黑兰色，这是明显的管道因过热而爆管。
4  事故处理及预防
4．1  事故处理
    对事故责任人进行了停止工作，留厂察看并罚款。爆裂管道进行了更换。
4．2  事故预防
    (1)强调要加强工作责任和按规程规定进行一切操作，规定在停止热水泵时要及时进行开启备用泵，热水泵的运行情况装有报警装置与信号灯，加强了司炉工对热水泵的监视。停泵时间超过了5min要停止沸腾炉，整条生产线要停止生产，待蒸发面管冷却后再启动热水泵进水恢复正常生产。
    (2)备用热水泵每半月切换运行，可及早的发现备用存在的问题，使备用随时开启都能正常投入运行，确保强制循环系统供水可靠，防止爆管事故。
    (3)要求沸腾炉燃烧调整控制进入锅炉的炉气温度在900℃以下。