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氣體溫度由160-180℃降至120-140℃。其二提高除氧器進水溫度的作用,同時將進水溫度由60攝氏度升至85℃左右。

二、故障經過

2018年3月8日 3#干熄焦系統開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#副省煤器開始放水作業,13:00左右副省煤器內水基本放空。11:00 T5溫度達到400℃,降溫進入二階段,由導入空氣量及循環風量進行控制。1月8日根據降溫需要開始陸續打開各人孔,3月9日對1#副省煤器進行開人孔檢查,發現管道多處燒流,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℃之后副省煤器開始放水,利用循環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溫度有一個明顯的升溫過程,高點2:51分165℃。由下圖可以看出在T2溫度升高期間風機出口溫度(副省進口溫度)沒有明顯變化;循環風量一直在8.5萬m 3/h -9萬m 3/h 萬之間波動,因此T2溫度的變化不是由風機出口溫度、循環風量變化引起的。

在T2溫度升高至降低的過程中,系統數據顯示旁通流量從0升至2.9萬m3/h,但是實際旁通流量閥一致處于關閉狀態。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、燃燒過程中此處壓力發生變化,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物燃燒,放出大量的熱,管道被燒熔。

從現場來看,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,干熄車間長期開著旁通,由于重力作用此處的焦粉沉積較多,同時1#干熄二過爐管6次爆管,鍋爐爆管過程中循環系統內會充斥大量水蒸汽、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。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,燃燒起來時間要長,釋放熱量要多,因此管道燒熔主要發生在這里。

3月26日處理2#干熄爐省煤器漏點時,對2#爐副省煤器進行了檢查,發現也是旁通下邊積灰較多(已經組織清理),同時發現副省管道外壁有不明結晶物,經化驗室化驗分析,外觀黃色、有結晶態的粉末及白色層、淺黃色層附著的塊狀物中均含有銨根離子、硫酸根離子、少量鐵離子、單質硫。

3月6日11:00 T5溫度達到400℃,降溫進入二階段,用循環氣體及導入空氣進行降溫。循環系統內氣體由運行時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,循環風量在此處的流量又偏低,硫化亞鐵在與空氣接觸后自熱過程所釋放的熱量不能及時帶走,造成溫度升高.加速周圍硫化亞鐵的氧化,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生的熱量下也會迅速燃燒,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生自燃的三個要素。在設備檢修中為了預防硫化亞鐵自燃事故發生,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,待停爐后再進行放水。

2.檢修期間,特別是在氣溫較高的環境下,要加強對檢修現場的巡查,發現硫化亞鐵自燃,應及時處理。

3.年修停爐后對副省煤器管進行清理,確保將管外雜物、積灰清理干凈。

4.定期對預存段壓力、旁通流量管道進行粉塵及雜物排放。