锅炉爆管原因分析及处理措施

刘亚军

（神皖马鞍山发电有限责任公司，安徽 马鞍山243000）

0 引言

锅炉作为我国电力工业生产中的一种重要装置与设备，随着电力工业的建设发展以及电力生产中所应用机组容量的不断提高，其系统结构以及工作环境也越来越复杂，运行的控制管理难度也不断增高。通常情况下，在火力发电厂机组设备运行过程中，一旦锅炉系统中各管内的流量以及吸热量发生较大变化，使得锅炉承压受热部件在超出设计极限的恶劣环境下工作，就会发生爆管事故。

1 运行中出现的问题

在水冷壁、过热器、再热器、省煤器的工作过程中，其管道发生泄漏，将严重影响机组运行的安全性。

2 水冷壁爆管原因分析及处理措施

2.1 制造缺陷

制造缺陷主要是指水冷壁管道制造过程中的“砂眼或裂纹”及厂家组装时产生的其他质量问题。处理方法为在泄漏后对损坏部位的承压部件进行换管。

2.2 焊接缺陷

焊接质量不良也容易造成锅炉的水冷壁爆管。其处理方法也是在泄漏后对损坏部位的承压部件按照成熟的焊接工艺进行换管及质量检验。设备安装阶段对顶棚过热器、孔门弯管与直管间鳍片进行了大量的单面焊处理，这就造成鳍片撕裂并延伸至管壁的现象频繁发生，最终导致泄漏。对于单面焊问题，只能采取分阶段更换管子的办法进行治理，并进行严格的焊接工艺评定，逐步消除单面焊带来的隐患。

2.3 屏间应力不均

因安装焊接时屏间应力不均造成鳍片撕裂并扩展至管壁导致泄漏的事故经常发生，一般采取以下处理方式：

（1）对接合部位进行换管，将鳍片按原方式焊接。

（2）对前后墙不同管屏间（前后墙中间2个管屏除外）应力集中部位的水冷壁管和鳍片进行更换，在换管部位屏间焊接加强块；对侧墙撕裂的鳍片进行打磨，消除裂纹，在鳍片撕裂部位内外侧同时加装加强块，以满焊方式增强连接强度，并增加加强块的个数，以避免屏间应力撕裂水冷壁。

（3）割开接合部位鳍片，并采用在鳍片割口边缘打止裂孔的方法对产生的缺陷进行处理。

2.4 管道堵塞

受热面管道被异物堵塞后容易短期超温过热甚至爆管，而造成该现象的主要原因是安装或检修过程中因疏于防范，采取措施不力造成较大的异物（施工时掉落的焊渣、焊条等杂物）掉进受热小管内部并逐渐积聚成团，最终影响冷却介质的正常流通。

3 过热器爆管原因分析及处理措施

3.1 过热器爆管的直接原因

结合火力发电厂机组设备运行过程中锅炉过热器发生爆管的具体情况，造成过热器爆管的直接原因可以归结为以下几点：

（1）过热器设计不合理。通常情况下，导致锅炉过热器发生爆管事故的主要设计原因包括以下几种：1）过热器设计时的热力情况计算与其实际运行中的热力情况不相符，导致过热器运行时受热与设计标准差异比较大，从而发生爆管现象。2）在进行过热器的设计时，对其运行参数选择不合理，也会导致锅炉运行中发生过热器爆管问题。比如某电厂“W”型锅炉在设计制造过程中，由于选用了不合理的受热面系数，导致实际测量的锅炉炉膛出口烟温比设计中要求的80～100℃要高。3）在设计锅炉系统时，锅炉炉膛的选型不恰当，或者对于过热器的系统结构设计以及受热面设置不合理等，也会导致过热器在锅炉运行过程中发生爆管事故，从而影响锅炉系统的正常运行。4）在设计过热器时，对其壁温计算不够精确或完善，从而导致选用的过热器安装、制造材料不合适，或者在设计过热器时没有充分考虑热偏差问题，也容易导致过热器爆管。

（2）过热器的制造、安装或检修质量不合格。通常情况下，在过热器结构、部件的设计、制造、安装与检修过程中，如果存在焊接或者选材质量不合格、管路安装不到位等问题，就极易导致火电厂机组设备运行中锅炉过热器发生爆管事故。

（3）过热器中的调温装置设计不合理或是在锅炉运行中不能够正常工作，甚至锅炉运行过程中出现的其他一些比较突然的运行状况以及问题等，也会造成过热器发生爆管事故，从而影响锅炉的正常运行。

3.2 过热器爆管的根本原因与控制措施

结合上述造成过热器爆管的直接原因，在进行过热器爆管控制与预防的过程中，应注意对造成过热器爆管的根本原因进行分析，以从根源上预防和控制过热器爆管事故的发生。导致过热器爆管问题发生的根本原因主要是过热器出现磨损、腐蚀、疲劳等情况，或者是在过热器焊接安装过程中使用了异种金属，以及对于过热器的设计、安装与检修质量控制存在失误等。针对这一情况，在进行过热器爆管控制时具体可采用如下措施：

（1）应注意通过改进过热器的受热面，保证过热器中介质流量得到分配合理；改善锅炉炉内燃烧情况，避免出现燃烧中心偏高或偏斜的问题；定期清洗过热器管路，避免结垢；对于有裂纹的或接近设计寿命的管子进行更换。

（2）对于因磨损造成的过热器爆管现象，应使用减少飞灰撞击管子次数以及提高管子耐磨性的方法，来避免锅炉运行中飞灰造成的管子磨损，或者是通过在锅炉中增设除尘装置，在易磨损管子的表面加装防磨盖板等，来减少和控制过热器爆管事故的发生。

（3）对于锅炉运行中腐蚀情况造成的爆管现象，主要可通过停炉保护以及新启炉时进行化学清洗、锅炉运行中保证水质符合标准等方法来避免和加以控制。

4 再热器和省煤器爆管原因分析及处理措施

电厂锅炉高温再热器采取悬吊布置，同高温过热器一样不会出现烟气走廊问题。为防止其他部位的再热器和省煤器弯头发生泄漏，应对炉两侧对流竖井内所有受热面进行定期检查，对磨损严重的低温段省煤器弯头部位进行测厚，根据测厚结果对壁厚已经严重减薄的部位进行更换。

低温再热器和省煤器处于尾部烟道内，该位置由于防磨护瓦脱落，堵塞通流间隙，造成大量积灰，形成烟气走廊，导致再热器弯头因飞灰磨损减薄的原因易发生爆管。为防止高速含尘烟气对再热器弯头部位的磨损，应及时清理尾部烟道内管间积灰，以消除烟气走廊。另外，在机组大、小修期间对蒸汽吹灰器疏水管道进行定期检查维修，保证吹灰系统的正常投用，消除吹灰蒸汽带水现象，对防止积灰受潮板结也起到了一定的作用；在容易产生磨损的受热面弯头部位加装防磨护瓦，对防止受热面弯头部位因磨损产生泄漏也会起到很好的效果。

5 结语

为了防止锅炉爆管事故的发生，应从运行、检修、技术改进等方面加强监督、管理和检查。运行人员应根据煤质变化及时调整燃烧工况，合理控制风速，避免管壁超温；检修人员应提高检修质量和监督力度，尽可能地扩大检查范围，发现问题应及时处理。采取以上措施，可大大减少锅炉非停次数，保证锅炉的安全稳定运行。

［1］李耀君.氧化皮脱落导致的过热器管爆管分析［J］.热力发电，2005（6）