【摘要】文章通过对一起燃重油工业锅炉的漏水事故分析，认为对于使用燃料为重油的工业锅炉，炉胆内结焦，炉胆内卫燃圈耐火混凝土的开裂脱落，燃烧器的移位、中心偏向等问题，在检验过程中要引起更大的注意和重视，并加以解决。

【关键词】锅炉；炉胆；裂纹；卫燃圈；燃烧器；结焦

随着我国经济的不断发展以及“十二五”节能减排、低碳发展的要求，高耗能、高污染、高排放的燃煤锅炉正在逐步被淘汰，越来越多的燃油燃气锅炉被人们使用。工业燃油燃气锅炉与燃煤锅炉不同，其特点是结构紧凑、体积小、易于实现操作过程的自动化，对大气的污染也比较轻，燃油燃气锅炉是燃煤锅炉的理想替代品。[1]在燃油燃气锅炉的不断发展和壮大中，也出现了不同于燃煤锅炉的一些特殊事故。

一、事故发生的情况

区内某企业一台以重油为燃料的卧式内燃蒸汽锅炉，型号WNS6-1.0-YZ，额定蒸发量6.0t/h，额定压力1.0Mpa。事发当天司炉工发现突然锅炉压力降低，燃烧器熄火并且有蒸汽从燃烧器处喷出，随即紧急停炉报告事故，经现场事故检验，情况如下：燃烧器靠近炉膛的铁质外壳部分被烧毁，炉胆上方卫燃圈的耐火混凝土完全脱落，炉胆火侧在距离其前端300mm处过热烧穿（见图一），并在炉胆纵缝一侧的熔合区产生一条纵向裂纹（具体位置见图二），长度90mm，已贯穿至炉胆水侧，导致锅水泄漏至炉胆内，发生锅炉炉胆漏水事故。

二、事故原因分析

1.根据锅炉的档案资料以及内外部检验报告，该台锅炉2002年3月制造，经安装验收从2002年7月投入使用，未发现有水垢、腐蚀的情况，只有炉胆内结焦、积灰以及卫燃圈耐火混凝土开裂脱落的问题。同时事故发生后打开锅筒人孔后进入检查未发现锅筒内有水垢生成，推断不是水垢引起的炉胆过热产生的裂纹。

2.据司炉工反映锅炉经常停炉清除卫燃圈耐火混凝土上的结焦产物，结焦是燃烧器喷嘴喷出的油粒子未与空气充分混合燃烧，导致燃油在高温下缺氧分解形成了固体焦粒即引起结焦，重油在这方面的问题尤为突出。[2]由于在卫燃圈上的结焦产物附着力强，难以清除，经常需要使用机械工具才能彻底清除，不可避免就把卫燃圈的耐火混凝土破坏了，上部开裂甚至部分脱落，而且由于生产需要，没有足够的时间重新浇筑或修补卫燃圈，使得耐火混凝土后伸出前管板的炉胆钢板没有得到有效的热量阻隔，钢板温度持续升高；同时发现燃烧器上翘、喷嘴中心移位使得燃烧中心偏前，火焰高温区集中在炉胆前方，由于卫燃圈耐火混凝土部分已经开裂脱落，进一步导致伸出前管板的炉胆钢板严重过热，此段钢板为炉胆延伸直段，非受压元件，主要起到燃烧器的承接及卫燃圈浇筑耐火混凝土的模板作用，不与炉水接触，无法得到有效冷却，最终钢板温度继续上升，达到铁碳平衡图的液相线时，钢的晶粒边界便开始熔化。因为，钢在凝固过程中，非金属夹杂的凝固点较低，被留在金属晶粒之间最后凝固，当温度升高时，熔点低的夹杂先熔化。一旦晶粒边界开始熔化，则钢的结晶组织便遭到破坏，失去金属应具有的塑性和强度。[3]由于炉胆过热烧穿熔化，使其附近的炉胆钢板组织性能发生变化，其强度和韧性降低，而脆性提高，同时焊缝是应力集中区，是整个钢板最易发生缺陷的地方，所以纵缝热影响区就产生了一条裂缝并沿着纵缝方向延伸至管板内侧，导致锅炉炉水泄漏。

3.运营管理方面，企业一味的要求不能间断生产和经济成本的考虑，对重油的燃烧过程中存在的问题（点火困难、燃烧过程中析碳、高污染排放、灰沉积、难调节、排烟温度高）[4]没有充分认识，同时疏忽了锅炉的维护保养，只是让负责操作的司炉工进行机械清除，而不是让专业修理维护的维保单位进行规范保养，对于这样做导致的卫燃圈耐火混凝土破坏产生的如此后果始料未及。

三、修理方法和工艺

（1）沿炉胆与管板外侧焊缝处开割，整圈割断后对焊缝进行打磨平整，确保探伤质量。（2）经超声波探伤确定裂纹位置对裂纹打磨，保证裂纹终止，打磨前应在裂纹末端钻8的小孔以防止裂纹扩展延伸。（3）补焊后再进行超声波探伤检查，保证裂缝彻底消除，裂缝消除后做液压试验，确保修理质量。（4）然后装焊更换的直段炉胆，焊后进行环缝的超声波探伤，合格后再次进行液压试验，保证修理部位安全可靠。（5）制作安装燃烧室外面板及烟箱框架，按原结构恢复，保证门盖的严密。（6）最后进行燃烧室卫燃圈耐火混凝土的整体重新浇筑，要求按原设计形状制作模板，并在外圈与炉胆接触处衬垫厚度为5mm的石棉布，防止热胀损坏，炉胆四周应焊抓钉，确保耐火混凝土稳固。

四、预防事故措施

1.注重燃烧器的运行调整，保证重油的完全燃烧，同时必须加强它的维护，平时在锅炉运行中要定期查看，注意观察重油燃烧的火焰，发现燃烧恶化或出现结焦时应及时熄火，避免焦块过大，导致以后除焦困难，破坏耐火混凝土。通过合理调整燃烧器，强化其维护保养，才能保证燃烧器的正常使用，使锅炉安全、长期、稳定的运行。

2.由于这次事故对于厂方的正常生产影响较大，企业同时认识到重油在燃烧中存在的问题，不仅结焦对锅炉有可能产生像这样的事故发生，同时灰份严重也是对燃料的浪费和环境的污染，还有清除炉胆内的结焦和积灰也对企业的生产有一定的影响，于是企业决定更换更加高效清洁环保的燃料天然气，虽然增加企业成本，但通过高效的管理以及一些节能措施来确保锅炉高效运行。

3.加强内部管理，要对锅炉的燃烧状况、水处理情况以及定期的维护保养等进行更严格、更专业的管理措施，同时锅炉安全管理员要定期检查，监督司炉工规范操作以及保养维护到位，确保锅炉安全，经济，高效的运行。

五、结论

通过以上分析，这起事故的主要原因是：1）燃烧器风量不匹配使得重油无法完全燃烧，导致炉胆内卫燃圈附近结焦。2）清除结焦时破坏了卫燃圈的耐火混凝土，使其开裂脱落，致使管板外侧炉胆直接受火焰加热，无法得到冷却，最终导致钢板熔化并在炉胆纵缝处产生裂纹。

对使用单位和检验人员的启示：1）对于燃重油锅炉，由于重油燃烧特性，结焦现象有时是不能避免的，所以对燃烧器的调整和维护尤为关键，同时清除结焦时的方法要得当以及对卫燃圈耐火混凝土的保护措施，一旦破坏了耐火混凝土，就必须修复或者重新浇筑，以避免类似事故的发生。2）随着节能减排工作的不断深入，更多的燃油燃气锅炉正在逐步替代燃煤锅炉，而且燃油气锅炉的自动化程度相比燃煤锅炉高得多，事故率也较低，操作人员和使用单位要重视一些小的问题，及时让专业保养单位解决。3）不管是以重油还是轻质柴油或者天然气为燃料的锅炉，对于炉胆内卫燃圈的开裂脱落，燃烧器的移位、中心偏向等问题，在锅炉的定期检验过程中要引起检验人员更大的注意和重视，督促使用单位及时整改。

参考文献

[1]邹炳花，戴景林，卢桂明.燃油燃气锅炉发展趋势分析[J].天津冶金，2003，（2）：30-31.

[2]秦海钢燃油锅炉炉口结焦、耐火材料大量脱落问题的探讨[J].工业锅炉，2003，（4）：56-57.

[3]吴承建，陈国良，强文江.金属材料学[M].北京：冶金工业出版社，2009

[4]何宏舟，重油工业锅炉燃烧中存在的问题和对策[J].节能，2001，（8）：5-9.