一种常见锅炉裂纹事故的分析

摘要：LHG型号的锅炉被广泛使用在企业事业单位，这种锅炉属于立式火管固定炉排式锅炉，采用明火反烧。由于结构、制造、使用的使用中经常产生烟管管端开裂，甚至产生泄漏，在锅炉的定期检验中屡见不鲜，小型锅炉虽然使用压力不高，往往管理水平、使用水平较差，而且使用的数量多，据统计锅炉发生事故的70%左右都是小型蒸汽锅炉，特别是这种小型立式蒸汽锅炉，因此提高小型蒸汽锅炉的使用管理水平势在必行。

关键词：烟管；立式蒸汽锅炉；裂纹

LHG型号的锅炉被广泛使用在企业事业单位，这种锅炉属于立式火管固定炉排式锅炉，采用明火反烧。这种形式的锅炉的使用范围比较广泛，然而由于结构、制造、使用的不当往往会产生许多缺陷，特别是烟管入口端的裂纹，这些裂纹往往会扩散到炉胆上，导致锅炉的裂纹事故，直至锅炉损坏泄漏，在检验的过程中发现了多起这样的锅炉产生这样的缺陷（见照片）。小型锅炉虽然使用压力不高，往往管理水平、使用水平较差，而且使用的数量多，据统计锅炉发生事故的70%左右都是蒸发量小于1吨的小型锅炉，特别是这种小型立式蒸汽锅炉，因此提高小型蒸汽锅炉的使用管理水平势在必行。现将这种裂纹产生的原因及预防的措施总结如下，以供检验、使用单位参考。

1.结构形式的原因

这种型号的锅炉属于立式火管固定炉排式锅炉，采用明火反烧，炉膛的温度较高，高温的烟气直接由炉膛进入烟管，使得烟管的入口温度过高，特别是入口管段部分。这种结构形式的锅炉的烟管入口端就容易过热而产生缺陷。

预防措施：尽量选用LSG形式的锅炉，LSG属于立式水管固定炉排式锅炉，也是采用明火反烧，而没有采用烟管的结构形式，使用水管为主要受热面，即使炉膛的温度比较高也是作用于水管上，就不会产生烟管管端的裂纹了。

2.制造的原因

虽然采用LSG形式的锅炉可以防止产生烟管管端的裂纹，但是现在在用的锅炉中有着大量的LHG型号的锅炉，有许多锅炉在制造的过程中由于制造单位的疏忽大意，在制造的过程中就埋下了产生缺陷的隐患，如照片和图所示烟管在加工的过程中伸出长度较长，特别是烟管的上部较长，是由于烟管加工时先切割后弯曲，然后就直接与炉胆进行焊接，导致烟管的上部的伸出长度较长，这样就会由于伸出长度较长，而导致管端在高温的环境中过热而产生裂纹。

锅炉制造单位在制作烟管是采用手工火焰切割，切割不整齐，人工造成许多尖角缺口，造成应力集中，烟管于炉胆焊接后也不进行修磨，使用时间不长后导致开裂。

预防措施：在用的锅炉中将伸出长度较长的部分，特别是烟管上部的部分去除至与炉胆内侧平行，最好再将管端修磨圆滑，这样不仅可以防止管端过热，还可以减小管端的应力。按锅壳锅炉受压元件强度计算标准GB/T16508的要求，当烟温大于600℃的部位，管端超出焊缝的长度不应大于1.5mm。按照欧盟锅壳锅炉标准（EN12953）的要求，烟管管端与入口烟温≥600℃的烟气接触，或与出口烟温≥700℃的烟气接触，焊接烟管的管端应与焊缝平齐。若与管端接触的烟气温度低于上述值，但高于500℃，管端可超出管板18mm。如与管端接触的烟气温度低于500℃，管端可超出管板25mm。对于使用中的有烟管伸出长度较长和烟管管端有较多缺口的锅炉，应采用手动角向砂轮进行修磨，将烟管伸出长度较长的部分切除；将烟管管端有较多缺口进行修磨，圆滑过渡，减小应力。另外，在使用过程中要经常进行检查，发现缺陷及时修磨处理。新制造的锅炉中烟管应弯制成90°，烟管与内胆的连接应采用全焊透型式，烟管伸出长度应符合规范要求，

3.使用的原因

3.1结垢

这些小型锅炉的事用单位许多管理水平不高，水处理效果差，水处理不好也是导致锅炉使用中产生缺陷的重要原因，这种锅炉产生水垢后会大量沉积在烟管的弯管处，如图所示，炉胆、烟管及弯管处都存在大量水垢，会直接导致烟管过热，从而产生裂纹。

预防措施：加强水处理。做好水处理不仅可以提高热效率还可以防止使用中产生缺陷。

3.2擅自改变燃料种类

现在许多单位因环保的要求改变燃料的种类，将烟煤改成无烟煤，甚至改成焦炭，无烟煤和焦炭的热值远大于烟煤，这样虽然满足了环保的要求，烟尘小了，但是炉膛的温度会急剧上升，从而导致烟管过热、开裂。

3.3改自然拔风燃烧为强制引风燃烧

现在许多单位同样因环保的要求为了增加除烟效果，在锅炉烟气出口处加装了引风机，这样就将自然拔风燃烧为强制引风燃烧，提高了燃烧强度，炉膛的温度大为提高，从而导致烟管过热。

预防措施：使用单位不要擅自改变燃料种类、不要擅自提高燃烧强度。其实LHG形式的锅炉只要操作人员操作得当，完全可以防止锅炉使用过程中产生烟尘。这种大都是明火反烧的形式，可以厚度较厚上层的煤层的燃烧方式，这样让烟气穿过较厚的燃烧着煤层，以让烟气充分的分解燃烧以达到环保的要求。另外操作人员在加煤的时，宜采用少加、勤加，加煤后暂时不要扰动煤层，让其先分解燃烧，待烟尘燃尽后再扰动煤层，可以有效的防止黑烟的产生，时间证明采用厚煤层、少加、勤加等适当的操作方式，明火反烧的LHG形式的锅炉完全可以达到环保的要求，不用擅自改变燃料种类、不用擅自加装引风机。

定期检验中，应将烟管入口处清理打磨干净，进行检查，必要时应进行磁粉探伤，发现管端过热、开裂等缺陷应及时处理，以免小缺陷发展扩大，甚至发生裂纹延伸至炉胆的情况，最终锅炉导致损坏。

作者简介：沈志康（1967.12-），男，汉，江苏扬州人，大专，工程师，主要从事特种设备检验。