一起電站鍋爐二次爆管事故的檢驗分析

王慶臣　吳強　崔桂娟

摘 要：文章通過對HG 410/9.8-LMCl8型循環流化床電站鍋爐的水冷壁和屏式過熱器同時出現爆管事故的分析，就此次爆管的原因進行了初步分析，進而提出了今后的預防措施，僅供同行參考。

關鍵詞：循環流化床；水冷壁；屏式過熱器；爆管

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0175-02

1 鍋爐概況

鍋爐型號：HG 410/9.8-LMC18循環流化床電站鍋爐。

額定蒸發量：410 t/h。

額定蒸汽壓力：9.8 MPa。

額定蒸汽溫度：540 ℃。

給水溫度：254.5 ℃。

1.1 水冷壁

水冷壁管為∮57×5 mm，采用管子加膜片扁鋼焊制而成的膜式水冷壁，所用鋼管材料均為20 G無縫鋼管。

1.2 屏式過熱器

屏式過熱器采用∮42×5 mm無縫鋼管共6組，懸吊在爐膛上方，所用鋼管材料均為12 Cr1MoVG。

2 現場檢驗及事故敘述

該市某電廠一臺循環流化床電站鍋爐，型號為HG 410/9.8- LMC18于2010年6月發生了水冷壁管、屏式過熱器同時爆管的停產事故，使用單位對鍋爐現場清理后，檢驗人員對該爐進行全面的檢驗。

2.1 現場檢驗

經現場宏觀檢驗，水冷壁管爆管的位置為左墻右數第32根，屏式過熱器為左數第一組的最外一層管子90 ？觷彎頭的中心處，爆破點與水冷壁的爆破點處形成一個45 ？觷的夾角，且兩點都在非常對稱的一條斜線上，如圖1所示。水冷壁單根爆管處形成破口邊緣被拉薄的韌性斷口呈“魚嘴狀”開裂，破口邊緣鋒利減薄，裂口縱向長150 mm，環向寬70 mm，且管子裂口處周圍的母材無減薄、無變形、無脹粗等現象，如圖2所示。

屏式過熱器的爆管處為最外一排屏管的90 ？觷彎頭R的中心點上，過熱器管破口處形成很不規則的兩個大小不一且相連的孔洞，且破口周圍的管子母材表面有明顯的磨損減薄跡象，破口處長25 mm，寬10～6 mm屏式過熱器上的防止磨損的防磨耐火材料及銷針都己被磨損脫落，使過熱器最外的一排管子彎頭整體裸露在爐膛中，如圖3所示。

2.2 檢驗依據確認

首先對水冷壁、屏式過熱器爆管處周圍及附近其它管子進行測厚，水冷壁管共計測厚28點，減薄量不大，厚度都在4.5～4.8 mm之間，而屏式過熱器厚度僅1.5 mm，然后對屏式過熱器及水冷壁的爆管處進行割管檢查，對過熱器12 Cr1MoVG與水冷壁管20 G管材進行光譜分析，其檢測結果均符合GB 5310材料的標準。

3 爆管事故原因分析

3.1 屏式過熱器管爆管的原因

屏式過熱器破口處呈現脆性破裂，且破口處有減薄跡象，屏式過熱器下部彎頭在正常工況時，被耐火防磨材料所包覆，而在檢驗過程中發現彎頭處的耐火防磨材料都已脫落，銷釘已燒損，如圖4所示。由于彎頭處在爐膛突出且不圓滑部位，又失去防磨保護，這樣促使磨損速度加快，從而造成過熱器管彎頭處外壁磨損減薄，呈現的是脆性破口，而破口處周圍的壁厚已減薄至原管子的2/3厚度值。

3.2 水冷壁管爆管的原因

水冷壁管爆管處呈典型的短期過熱失效，則原因應為屏式過熱器管首先爆破，從圖1可以看出大量的高溫高壓蒸汽直接噴刷在水冷壁管上，使水冷壁介質冷卻不足，此時的壁溫急劇升高，使金屬的強度、韌性下降。因此，這次爆管事故應為過熱器管的彎頭處首先爆破，且破口處有特別明顯的減薄，由于屏式過熱器下部彎頭處在正常工況下被耐火防磨材料所包覆，是不會出現管子外壁磨損沖刷減薄現象的，但過熱器管破口處出現管子外壁表面發生的金屬損耗，是因為管子被沖刷磨損使磨損速度增大，造成了減薄使其強度下降，根據短期過熱失效的特點和水冷壁管、屏式過熱器管破裂處的爆管特征，將此次水冷壁爆管制定為短期過熱失效，而過熱器管是由于沖刷磨損減薄使強度下降形成的脆性破壞。

4 結 語

這次爆管事故的直接原因是由防磨耐火層脫落引起的，通過此次爆管事故，我們在對循環流化床鍋爐電站內部檢驗時，不僅僅對受高溫、高壓金屬受壓部位進行重點檢驗，也要對防磨耐火材料的檢驗高度重視，循環流化床鍋爐的各部位的防磨損部位也應加大檢查力度，特別是在新安裝和大修檢驗中，對于防磨損耐火材料的檢查也應納入檢驗計劃，對已經出現的防磨耐火材料的老化、裂縫、脫落等處損壞，應及時通知使用單位，及時更新處理，并應對鍋爐運行特點建立易損部位重點進行監測，從而能達到減輕避免由于防磨耐火材料的破損脫落給鍋爐帶來的停產及一系列事故的目的。

參考文獻：

[1] 王建祥，游新民，岳建新，等.電站鍋爐爆管事故原因分析[J].理化檢驗（物理分冊），2009，（1）.