梁祖站 白玲丽 罗光全 郑杰
杭州锅炉集团股份有限公司 ， 浙江 杭州 310000
摘要：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。
关键词：锅炉；爆管；原因：处理措施
引言：锅炉是一种受压设备，它经常处于高温下运行，而且还受着烟气中有害物质的侵蚀和飞灰的磨损，如果管理不严、使用不当就会发生锅炉事故，严重时会发生破坏性事故，造成不可弥补的损失。因此，我们必须了解锅炉运行时的安全操作步骤，以及各种事故的预防方法和应对措施。本论述主要分析了锅炉爆管的原因，在探讨原因的基础上，对锅炉爆管问题的产生、预防、处理进行研究，以期为今后锅炉安全稳定地运行和管理提供参考，降低爆管概率。
一、锅炉爆管的危害
在所有锅炉事故中除锅炉爆炸事故外锅炉爆管事故就是最严重的事故，是最危险的事故之一。锅炉爆管事故在实际运行中是一种较常见的事故，屡有发生，后果惨重。锅炉运行的过程中，很多原因会导致锅炉发生爆管，这种事故性质严重，需要停炉检修，从而影响生产[1]。如果爆管裂口较大，会损坏临近的管壁，可使临近的管壁喷射穿孔，破坏设备，冲塌炉墙，造成人员伤亡， 并能在短时间内造成锅炉严重缺水，使事故扩大。因此，为了尽量防止锅炉运行过程中出现爆管的问题，应采取有效的措施来避免锅炉出现爆管，保证锅炉的有效运行。
二、水冷壁爆管原因分析及处理措施
（一）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。
（二）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。
（三）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[2]。
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。
三、锅炉爆管的原因分析
（一）锅炉运行中操作不当，炉管受热或冷却不均匀， 产生较大的应力
1.冷炉进水时，水温或上水速度不符合规定：启动时，升温升压或升负荷速度过快；停炉时冷却过快。
2.机组在启停或变工况运行时，工作压力周期变化导致机械应力周期性变化；同时，高温蒸汽管道和部件由于温度交变产生热应力，两者共同作用造成承压部件发生疲劳破坏。
（二）结构不合理造成的水循环破坏
锅炉设计、制造不良，水循环不好；在检修时，管内被脱落的水垢堵塞；由于运行操作不当，使管外结焦， 受热不均匀，破坏了正常水循环。
因结构不良引起的爆管有以下特点：（1）由于对水处理工作不够重视致使锅炉水冷壁管壁温度超过饱和温度后，使壁面上产生气泡，但管内温度仍低于饱和温度，气泡在脱离壁面后被冷却重新凝结而消失，周而复始，使水中的盐析出，也就造成水垢不断在管壁上形成，严重时几乎把管堵死[3]；（2）爆管多发生在锅炉运行数百小时以内；（3）爆管前材料已有严重变形；（4）与爆管邻近的炉管也可能有变形和承受高温的迹象；（5）爆口处在水循环较弱的区域，炉管温度达 700 ℃以上，晶粒明显胀粗。
（三）运行中，气温超限，使管子过热，蠕变速度加快
超温是指金属超过额定温度运行。超温分为长期超温和短期超温，这是一个相对而言的概念，没有严格时间限定。超温是针对运行而言，过热是针对爆管而言。过热也分为长期过热和短期过热两大类，长期过热爆管是指金属在应力和超温温度的长期作用下导致爆破，其温度水平要比短期过热的水平低很多，通常不超过钢的临界点温度。短期过热爆管是指，在短期内由于管子温度升高在应力作用下爆破，其温度水平较高，通常超 过钢的临界点温度，会导致金属组织变化发生相变。
长期过热是一个缓慢的过程，锅炉运行中管子长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度，逐渐发生碳化物球化、管壁氧化减薄，持久强度下降、蠕变速度加快而导致爆管。根据工作应力水平，长期过热爆管可分为三类：高温蠕变型、应力氧化裂纹型和氧化减薄型。高温蠕变型、应力氧化裂纹型过热爆管主要发生。
四、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：
（一）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。
（二）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。
（三）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。
参考文献：
[1]许定一. 锅炉爆管的原因分析及其措施[J]. 锅炉技术, 1993(06):24-31.
[2]黄峥彬. 130t／h锅炉水冷壁爆管原因分析及处理措施[J]. 发电设备, 2008, 22(1):49-52.
[3]冯军伟. 油田注汽锅炉爆管原因分析及预防措施[J]. 石油机械, 1999(11):26-27.