1.泄漏位置

1.1管板泄漏

生產運行中，余熱火管鍋爐泄漏常發生在前煙箱管板焊縫失效的位置，余熱火管鍋爐是由筒體和管板構成，管板與火管之間采用焊接結構。在管板焊接位置除承受設計壓力載荷外[1]，還承受前煙箱高溫煙氣（約1100℃）與鍋筒內飽和水溫度（約250℃）差異較為明顯的溫度載荷，因此管板與火管的焊縫同時承受壓力 、溫度兩種工況下的應力改變，在該位置產生最大應力，當運行中管板焊接處出現腐蝕，將引發焊縫失效出現泄漏。

1.2火管泄漏

來自焚硫爐的1100℃高溫煙氣進入下部鍋殼的煙管，與鍋殼內的水換熱后，煙氣冷卻到380℃，然后進入硫磺制酸系統的轉化工段，鍋殼內的水汽混合物通過上升管回至上部汽包，在汽包內經分離后輸出飽和蒸汽。

如果鍋爐給水和鍋水存在不符合GB/T 12145(火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》的要求，就會導致大量的含硅化合物進入鍋筒,膠體硅在高溫、高壓、高pH值環境下分解為活性硅,使鍋水中的活性硅含量升高,并形成膠黏水垢敷積在汽包、下降管、鍋殼壁上和火管上[2]。由于前煙箱管板后的火管承受的溫差最大，如果爐水不符合要求，前煙箱管板陶瓷隔熱管后的火管位置會敷積大量水垢，隨著水垢的敷積，該位置火管換熱效率降低,火管材質為20G,允許金屬壁溫430℃，而鍋爐無水垢正常運行時，金屬壁溫280℃,金屬壁與鍋水的溫差約為30℃，但當鍋內及煙管積垢后，嚴重影響了傳熱,當水垢為1mm時，溫差達到200℃左右,當水垢為3 mm時，金屬壁溫升到580℃，遠超材質的允許使用溫度，材料硬度降低后使管板的抗拉強度降低，火管隨時會在內壓作用下發生鼓包、變形甚至開裂出現火管泄漏[2]。

2.泄漏現象

1．鍋爐泄漏將出現鍋爐補水量增加，運行壓力降低 。

2．鍋爐泄漏(在熱副線閥開度相同的條件下 )將導致一段進口爐氣溫度降低 。

3．鍋爐泄漏水汽進入轉化器將吸收SO3造成溫度升高 ，各段溫度變化異常，不易控制，且在一段溫度逐漸降低的過程中，反應將逐步后移至二 、三段 ，導致二 、三段溫度偏高。

4．鍋爐、省煤器及高溫過熱器泄漏均導致高溫吸收塔進塔煙氣溫度偏高。

5．發生鍋爐 、省煤器大量泄漏將導致干吸酸濃明顯降低 (或加水量明顯減少 )，冷熱換熱器底部氣室將產生較多冷凝酸。

6．鍋爐泄漏將導致轉化器一段進口爐氣水分明顯增加[3]。

3.引發原因

1.裝置反復開停車過程中產生熱脹冷縮，使前管板上的耐火材料和隔熱鋼玉管脫落，使管板直接暴露在高溫煙氣下，又受冷凝酸霧影響，造成硫酸應力腐蝕。由于該位置是鍋爐最薄弱處，出現應力集中又承受內部壓力從而出現管板焊縫失效出現泄漏。

2.液體硫磺從磺槍霧化后進入焚硫爐內燃燒，若霧化效果不佳，會產生未燃燒盡的硫磺蒸氣，則對火管產生硫化腐蝕[4]，升華硫與火管在高溫環境下生產硫化鐵，受煙氣長期沖刷造成管壁磨損減薄，火管外壁受鍋爐壓力，導致火管損內凹和開裂現泄漏。

3.在運行時，為保證鍋水磷酸根達標，大幅增加了藥劑量，鍋水中懸浮物及溶解鹽類過多,鍋水表層粘度變大，氣泡上升阻力增大,大量微小的氣泡被粘阻在汽水分界面上,造成“汽塞”,致使鍋殼和管板上部過熱，管板受熱不均勻，局部過熱,導致熱應力突增,使得鍋殼前管板失穩變形。

參考文獻

[1] 俞睿. 1800Kt/a硫磺制酸裝置火鍋鍋爐應力分析和強度校核[J]. 硫酸工業, 2012 (03):43-47.

[2] 文增瑜. 硫磺制酸余熱鍋爐管板泄漏事故分析[J]. 工業鍋爐, 2021 (04):47-51.

[3] 張衛紅. 淺談硫磺制酸生產 中余熱鍋爐泄漏 的分析與判斷[J]. 硫磷設計與粉體工程, 2015 (05):46-48.

[4] 謝建康. 硫磺制酸余熱鍋爐爆管原因分析及預防措施[J]. 硫磷設計與粉體工程, 2022 (06):30-34.