1.泄漏位置

1.1管板泄漏

生产运行中，余热火管锅炉泄漏常发生在前烟箱管板焊缝失效的位置，余热火管锅炉是由筒体和管板构成，管板与火管之间采用焊接结构。在管板焊接位置除承受设计压力载荷外[1]，还承受前烟箱高温烟气（约1100℃）与锅筒内饱和水温度（约250℃）差异较为明显的温度载荷，因此管板与火管的焊缝同时承受压力 、温度两种工况下的应力改变，在该位置产生最大应力，当运行中管板焊接处出现腐蚀，将引发焊缝失效出现泄漏。

1.2火管泄漏

来自焚硫炉的1100℃高温烟气进入下部锅壳的烟管，与锅壳内的水换热后，烟气冷却到380℃，然后进入硫磺制酸系统的转化工段，锅壳内的水汽混合物通过上升管回至上部汽包，在汽包内经分离后输出饱和蒸汽。

如果锅炉给水和锅水存在不符合GB/T 12145(火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》的要求，就会导致大量的含硅化合物进入锅筒,胶体硅在高温、高压、高pH值环境下分解为活性硅,使锅水中的活性硅含量升高,并形成胶黏水垢敷积在汽包、下降管、锅壳壁上和火管上[2]。由于前烟箱管板后的火管承受的温差最大，如果炉水不符合要求，前烟箱管板陶瓷隔热管后的火管位置会敷积大量水垢，随着水垢的敷积，该位置火管换热效率降低,火管材质为20G,允许金属壁温430℃，而锅炉无水垢正常运行时，金属壁温280℃,金属壁与锅水的温差约为30℃，但当锅内及烟管积垢后，严重影响了传热,当水垢为1mm时，温差达到200℃左右,当水垢为3 mm时，金属壁温升到580℃，远超材质的允许使用温度，材料硬度降低后使管板的抗拉强度降低，火管随时会在内压作用下发生鼓包、变形甚至开裂出现火管泄漏[2]。

2.泄漏现象

1．锅炉泄漏将出现锅炉补水量增加，运行压力降低 。

2．锅炉泄漏(在热副线阀开度相同的条件下 )将导致一段进口炉气温度降低 。

3．锅炉泄漏水汽进入转化器将吸收SO3造成温度升高 ，各段温度变化异常，不易控制，且在一段温度逐渐降低的过程中，反应将逐步后移至二 、三段 ，导致二 、三段温度偏高。

4．锅炉、省煤器及高温过热器泄漏均导致高温吸收塔进塔烟气温度偏高。

5．发生锅炉 、省煤器大量泄漏将导致干吸酸浓明显降低 (或加水量明显减少 )，冷热换热器底部气室将产生较多冷凝酸。

6．锅炉泄漏将导致转化器一段进口炉气水分明显增加[3]。

3.引发原因

1.装置反复开停车过程中产生热胀冷缩，使前管板上的耐火材料和隔热钢玉管脱落，使管板直接暴露在高温烟气下，又受冷凝酸雾影响，造成硫酸应力腐蚀。由于该位置是锅炉最薄弱处，出现应力集中又承受内部压力从而出现管板焊缝失效出现泄漏。

2.液体硫磺从磺枪雾化后进入焚硫炉内燃烧，若雾化效果不佳，会产生未燃烧尽的硫磺蒸气，则对火管产生硫化腐蚀[4]，升华硫与火管在高温环境下生产硫化铁，受烟气长期冲刷造成管壁磨损减薄，火管外壁受锅炉压力，导致火管损内凹和开裂现泄漏。

3.在运行时，为保证锅水磷酸根达标，大幅增加了药剂量，锅水中悬浮物及溶解盐类过多,锅水表层粘度变大，气泡上升阻力增大,大量微小的气泡被粘阻在汽水分界面上,造成“汽塞”,致使锅壳和管板上部过热，管板受热不均匀，局部过热,导致热应力突增,使得锅壳前管板失稳变形。

参考文献

[1] 俞睿. 1800Kt/a硫磺制酸装置火锅锅炉应力分析和强度校核[J]. 硫酸工业, 2012 (03):43-47.

[2] 文增瑜. 硫磺制酸余热锅炉管板泄漏事故分析[J]. 工业锅炉, 2021 (04):47-51.

[3] 张卫红. 浅谈硫磺制酸生产 中余热锅炉泄漏 的分析与判断[J]. 硫磷设计与粉体工程, 2015 (05):46-48.

[4] 谢建康. 硫磺制酸余热锅炉爆管原因分析及预防措施[J]. 硫磷设计与粉体工程, 2022 (06):30-34.