(一)事故概况
2002年7月中旬,大连某石化公司1台由美国公司设计,国内制造的余热锅炉仅运行了半年(约4100h)就发生了蒸发器管子损坏事故,被迫紧急停炉。该锅炉主要设计参数:锅筒工作压力4.22MPa,过热蒸汽压力3. 82MPa,自产饱和蒸汽量58. 4t/h,外来饱和蒸汽量80. 2t/h,过热蒸汽温度450~C,过热蒸汽流量138. 6t/h,烟气人口温度860℃,烟气流量24x104m3/h,排烟温度205℃。
(二)事故原因分析
1. 下降管与上升管截面比偏小。该蒸发器下降管与上升管截面比为12. 46%(国内推荐一般为20%~30%)。下降管截面积小,对蒸发管束的供水量就减少,同时管束水平倾角仅为7‘(国内推荐一般不宜小于15’),在水循环速度较低的情况下,容易出现汽水分层。
2. 超负荷运行是蒸发器管子超温的原因之一。锅炉设计自产蒸汽量为58. 4t/h,而实际超过此设计值。最大达到83t/h,
3. 锅炉水中P田-自运行开始就经常超标或处在上限位置。
4. 宏观检验发现管子表面颜色变为黑褐色,有高温氧化现象、管径胀粗、弯曲变形等。
5. 硬度监测结果分析:损坏的管子硬度下降,说明强度降低,这是由于材质出现了珠光体球化所致。
6. 金相检验与扫描电镜分析:3根损坏的管于都发现珠光体发生了严重球化,球化级别为6级,且碳化物在晶界上已经聚集长大,并出现蠕变孔洞。
(三)预防同类事故的措施
通过对l号蒸发器的事故分析与校核计算,管子损坏的根本原因是由于锅炉水循环不良,加之超负荷运行及水质问题等,造成管子长期超温运行,致使材质劣化,并发生蠕变、疲劳、高温氧化及介质浓缩碱腐蚀等,使管子损坏. 该台蒸发器的问题较多,主要问题是设计不尽合理. 因此,对设备小补小修是不解决问题的,必须对原设计的弊端进行改进,重新进行设备改造,施工前改造方案要经过相关专家论证、讨论及有关部门批准。使用中不得超温、超负荷运行,搞好水质及防腐工作。