600MW超临界机组爆管原因及分析

李吉锋

（哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150046）

600MW超临界机组爆管原因及分析

李吉锋

（哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150046）

锅炉是现代企业生产中的重要机械设备，很多设备的运行需要锅炉的配合，因此在生产中，如果锅炉出现问题，那么就会造成停产影响企业的经济效益。文章根据作者自身多年的工作经验针对600MW超临界机组爆管原因进行分析和研究，找出了导致锅炉出现爆管的原因，同时根据存在的问题提出了相应的解决措施。

锅炉 超临界机组 爆管 原因分析 改进措施

在生产的过程中锅炉出现爆管进而影响生产的顺利进行是我们常见的状况。为此下文就600MW超临界机组爆管原因进行分析和研究。并针对存在的问题提出相应的解决措施，进而为广大的业内人士提供借鉴。

1 锅炉的水冷壁异常及爆管的情况

锅炉在运行的过程中由于会产生较大的热量，如果不及时的进行热量的疏散，那么就会对锅炉的零部件产生不良的影响。为此我们采用水冷系统，通过流动的冷水带走锅炉产生的热量，抱枕零部件在一个安全的温度下进行运行。水冷系统中的重要组成部分水冷管，在降温的过程中发挥重要的作用。水冷管的内壁如果在运行中出现异常情况，包括水冷壁向内部凹进或是向外部突出导致冷水管砸扁变形，如果变形量控制在合理的范围内那么水冷系统会稳定的运行，但是如果水冷系统在发生形变过程中，形变过大，形变量超出合理的范围，就有可能导致水冷管发生爆管事故。

2 锅炉水冷壁出现爆管理论分析

2.1 水动力特性分析

锅炉的水动力特性是指锅炉的受热面系统受热时，锅炉内部的热负荷达到一定时，水的流量与降压之间的关系。一般情况下我们将谁的流量与降压之间的关系描绘出一条曲线也就是我们所说的水动力特性曲线。如果水动力特性出现多限制，即在一个压差的情况下出现多个不同的流量，在流量下的水管内由于热负荷相同，水管流量下的管内温度急剧升高就会对锅炉的管壁产生巨大的压力进而导致出现爆管。所以对锅炉的水动力运行的特性进行分析研究，获得水管内部介质的流动稳定情况，分析金属管内是否存在传热恶化，进而更好的保障水冷系统的稳定十分关键。

2.2 脉动分析

锅炉在运行的过程中，锅炉蒸发管内的流体如果以音速传播的压力扰动和以流动速度传播的流量之间扰动产生的滞后和反馈，流量就会发生可观的周期性脉动。如果锅炉的水冷管壁内产生脉动现象，加热水区段和蒸发区段的分界点不断发生变化。如果在这一条件下锅炉的加热条件发生变化就会导致加热管内的水温发生剧烈变化。水冷管开始出现周期性的变化，最终导致水冷壁管在承受交变应力的作用下出现疲劳损坏。一般脉动分为三种情况，壁管间的脉动、屏间脉动以及整体脉动。在这三种脉动中主要受到管间脉动的影响。

3 600MW超临界机组爆管原因分析

对于锅炉的运行过程中由于受到各种因素的影响，锅炉的水冷管壁容易出现爆管现象。通常情况下主要受到，自然因素的影响，同时也包括一定的人为因素，例如检查检修不合理，检修过程中错误操作导致的爆管。锅炉自身也有可能引起锅炉的爆管现象。如锅炉水动力多值性，水冷壁管内介质流动产生的脉冲。锅炉炉内热负荷分布不均匀产生的局部超温发生爆管等等。下面我们就常见的锅炉爆管原因进行分析：

3.1 燃烧调整不当导致的锅炉炉内热负荷分布不均匀

在锅炉的实际运行中由于受到不同煤质的影响导致锅炉的炉内热负荷分布不够均匀。由于在实际的生产中，企业对于原料煤质的采购一般是根据实际的经济状况，因此导致在原料的收购过程中出现不同的煤质，煤质的不同也就导致煤质燃烧过程中产生的热量不同。如果再生产中不断的变换煤质，导致锅炉内部的热负荷不断进行变更，从而使得锅炉内部的热负荷分布不均，这个原因也最终导致水冷受热不均。

3.2 水冷壁热差偏大，水冷壁管变型不一

由于锅炉运行过程中受热情况不均导致锅炉的水冷壁受热出现偏差，进而影响了水冷管内壁出现不规则的变形。当水冷管在运行过程中，整个水冷管分成不同的受热区间，由于温度的不同，导致出现受热偏差，在同一水平面上的水冷管壁在温度梯度大的区域受到的热力的影响较大，变形量几乎接近临界变形量，导致水冷管发生严重的变形。另外对于锅炉水冷管壁在发生严重变形后即使在屏间温差大的地方也会出现爆管的现象。

3.3 施工安装过程中的疏忽

锅炉在安装的前期一定要做好相应的准备工作。要充分的考虑到锅炉水冷管壁的热膨胀余量。保证水冷壁管在受热膨胀后有足够的空间进行活动，防止膨胀受限最终引发爆管的现象。锅炉安装前我们制定较为详细的安装计划，编辑安装程序施工图，按照图纸的规定进行施工安装，并做好检查工作。

4 改进措施

4.1 设备改进

设备改进工作主要是对限制受热面膨胀的区域进行改进，为受热膨胀奠定基础条件。首先我们可以对炉底大包前后底集箱密封进行改进。下入集箱内部的连接管，由密封板，改为搭接式。相邻搭接集箱连接环打断。采用单边抱箍式进行定位。其次我们要对炉顶大包集箱保温及后包墙管进行保温。将顶棚出口各相邻分集箱间连接环打断后采用单边抱箍。对大包炉底刚性梁插销、锚点有缺失及脱焊的部位按照改进的要去进行补全或是进行加固。当各个部位的密封进行改进后锅炉的水冷壁管上下不再被进出口联集箱卡死。保证受热过程中水冷壁管较大的膨胀空间，这就使得在膨胀的过程中受到的限制降低，爆管的现象被遏制了。

4.2 燃烧运行调整

锅炉在运行的过程中需要燃烧大量的的煤炭资源。由于产煤区域的不同，煤质的燃烧质量也会不禁相同，好的煤炭单位质量内产生的热量高，质量较差的煤质单位质量内产生的热量低，供应锅炉的热量也就相对较少。这就对锅炉的受热部位产生不同的热量供应，导致热量分布不平衡，需要我们及时的进行处理。

5 结语

总之，文章在研究分析600MW超临界机组爆管原因同时提出了相应的改进措施，既保证锅炉的安全稳定的运行同时也提升企业的经济效益，为我国的锅炉安全使用提出宝贵的借鉴。

［1］樊泉桂.超临界锅炉水冷壁工质温度的控制［J］.动力工程，2006，26 （1）：38-41，100.

李吉锋（1978—），男，毕业于南京河海大学热能与动力工程专业，工程师，现就职于哈尔滨锅炉厂有限责任公司。