鍋爐爆管原因分析及處理措施

劉亞軍

（神皖馬鞍山發電有限責任公司，安徽 馬鞍山243000）

0 引言

鍋爐作為我國電力工業生產中的一種重要裝置與設備，隨著電力工業的建設發展以及電力生產中所應用機組容量的不斷提高，其系統結構以及工作環境也越來越復雜，運行的控制管理難度也不斷增高。通常情況下，在火力發電廠機組設備運行過程中，一旦鍋爐系統中各管內的流量以及吸熱量發生較大變化，使得鍋爐承壓受熱部件在超出設計極限的惡劣環境下工作，就會發生爆管事故。

1 運行中出現的問題

在水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器的工作過程中，其管道發生泄漏，將嚴重影響機組運行的安全性。

2 水冷壁爆管原因分析及處理措施

2.1 制造缺陷

制造缺陷主要是指水冷壁管道制造過程中的“砂眼或裂紋”及廠家組裝時產生的其他質量問題。處理方法為在泄漏后對損壞部位的承壓部件進行換管。

2.2 焊接缺陷

焊接質量不良也容易造成鍋爐的水冷壁爆管。其處理方法也是在泄漏后對損壞部位的承壓部件按照成熟的焊接工藝進行換管及質量檢驗。設備安裝階段對頂棚過熱器、孔門彎管與直管間鰭片進行了大量的單面焊處理，這就造成鰭片撕裂并延伸至管壁的現象頻繁發生，最終導致泄漏。對于單面焊問題，只能采取分階段更換管子的辦法進行治理，并進行嚴格的焊接工藝評定，逐步消除單面焊帶來的隱患。

2.3 屏間應力不均

因安裝焊接時屏間應力不均造成鰭片撕裂并擴展至管壁導致泄漏的事故經常發生，一般采取以下處理方式：

（1）對接合部位進行換管，將鰭片按原方式焊接。

（2）對前后墻不同管屏間（前后墻中間2個管屏除外）應力集中部位的水冷壁管和鰭片進行更換，在換管部位屏間焊接加強塊；對側墻撕裂的鰭片進行打磨，消除裂紋，在鰭片撕裂部位內外側同時加裝加強塊，以滿焊方式增強連接強度，并增加加強塊的個數，以避免屏間應力撕裂水冷壁。

（3）割開接合部位鰭片，并采用在鰭片割口邊緣打止裂孔的方法對產生的缺陷進行處理。

2.4 管道堵塞

受熱面管道被異物堵塞后容易短期超溫過熱甚至爆管，而造成該現象的主要原因是安裝或檢修過程中因疏于防范，采取措施不力造成較大的異物（施工時掉落的焊渣、焊條等雜物）掉進受熱小管內部并逐漸積聚成團，最終影響冷卻介質的正常流通。

3 過熱器爆管原因分析及處理措施

3.1 過熱器爆管的直接原因

結合火力發電廠機組設備運行過程中鍋爐過熱器發生爆管的具體情況，造成過熱器爆管的直接原因可以歸結為以下幾點：

（1）過熱器設計不合理。通常情況下，導致鍋爐過熱器發生爆管事故的主要設計原因包括以下幾種：1）過熱器設計時的熱力情況計算與其實際運行中的熱力情況不相符，導致過熱器運行時受熱與設計標準差異比較大，從而發生爆管現象。2）在進行過熱器的設計時，對其運行參數選擇不合理，也會導致鍋爐運行中發生過熱器爆管問題。比如某電廠“W”型鍋爐在設計制造過程中，由于選用了不合理的受熱面系數，導致實際測量的鍋爐爐膛出口煙溫比設計中要求的80～100℃要高。3）在設計鍋爐系統時，鍋爐爐膛的選型不恰當，或者對于過熱器的系統結構設計以及受熱面設置不合理等，也會導致過熱器在鍋爐運行過程中發生爆管事故，從而影響鍋爐系統的正常運行。4）在設計過熱器時，對其壁溫計算不夠精確或完善，從而導致選用的過熱器安裝、制造材料不合適，或者在設計過熱器時沒有充分考慮熱偏差問題，也容易導致過熱器爆管。

（2）過熱器的制造、安裝或檢修質量不合格。通常情況下，在過熱器結構、部件的設計、制造、安裝與檢修過程中，如果存在焊接或者選材質量不合格、管路安裝不到位等問題，就極易導致火電廠機組設備運行中鍋爐過熱器發生爆管事故。

（3）過熱器中的調溫裝置設計不合理或是在鍋爐運行中不能夠正常工作，甚至鍋爐運行過程中出現的其他一些比較突然的運行狀況以及問題等，也會造成過熱器發生爆管事故，從而影響鍋爐的正常運行。

3.2 過熱器爆管的根本原因與控制措施

結合上述造成過熱器爆管的直接原因，在進行過熱器爆管控制與預防的過程中，應注意對造成過熱器爆管的根本原因進行分析，以從根源上預防和控制過熱器爆管事故的發生。導致過熱器爆管問題發生的根本原因主要是過熱器出現磨損、腐蝕、疲勞等情況，或者是在過熱器焊接安裝過程中使用了異種金屬，以及對于過熱器的設計、安裝與檢修質量控制存在失誤等。針對這一情況，在進行過熱器爆管控制時具體可采用如下措施：

（1）應注意通過改進過熱器的受熱面，保證過熱器中介質流量得到分配合理；改善鍋爐爐內燃燒情況，避免出現燃燒中心偏高或偏斜的問題；定期清洗過熱器管路，避免結垢；對于有裂紋的或接近設計壽命的管子進行更換。

（2）對于因磨損造成的過熱器爆管現象，應使用減少飛灰撞擊管子次數以及提高管子耐磨性的方法，來避免鍋爐運行中飛灰造成的管子磨損，或者是通過在鍋爐中增設除塵裝置，在易磨損管子的表面加裝防磨蓋板等，來減少和控制過熱器爆管事故的發生。

（3）對于鍋爐運行中腐蝕情況造成的爆管現象，主要可通過停爐保護以及新啟爐時進行化學清洗、鍋爐運行中保證水質符合標準等方法來避免和加以控制。

4 再熱器和省煤器爆管原因分析及處理措施

電廠鍋爐高溫再熱器采取懸吊布置，同高溫過熱器一樣不會出現煙氣走廊問題。為防止其他部位的再熱器和省煤器彎頭發生泄漏，應對爐兩側對流豎井內所有受熱面進行定期檢查，對磨損嚴重的低溫段省煤器彎頭部位進行測厚，根據測厚結果對壁厚已經嚴重減薄的部位進行更換。

低溫再熱器和省煤器處于尾部煙道內，該位置由于防磨護瓦脫落，堵塞通流間隙，造成大量積灰，形成煙氣走廊，導致再熱器彎頭因飛灰磨損減薄的原因易發生爆管。為防止高速含塵煙氣對再熱器彎頭部位的磨損，應及時清理尾部煙道內管間積灰，以消除煙氣走廊。另外，在機組大、小修期間對蒸汽吹灰器疏水管道進行定期檢查維修，保證吹灰系統的正常投用，消除吹灰蒸汽帶水現象，對防止積灰受潮板結也起到了一定的作用；在容易產生磨損的受熱面彎頭部位加裝防磨護瓦，對防止受熱面彎頭部位因磨損產生泄漏也會起到很好的效果。

5 結語

為了防止鍋爐爆管事故的發生，應從運行、檢修、技術改進等方面加強監督、管理和檢查。運行人員應根據煤質變化及時調整燃燒工況，合理控制風速，避免管壁超溫；檢修人員應提高檢修質量和監督力度，盡可能地擴大檢查范圍，發現問題應及時處理。采取以上措施，可大大減少鍋爐非停次數，保證鍋爐的安全穩定運行。

［1］李耀君.氧化皮脫落導致的過熱器管爆管分析［J］.熱力發電，2005（6）