一起鍋爐爆管事故原因分析

夏界如 江蘇省特檢院泰州分院靖江所

一起鍋爐爆管事故原因分析

夏界如 江蘇省特檢院泰州分院靖江所

1 事故基本情況

1.1 事故鍋爐的基本情況（見表1）

某公司新安裝了一臺SZS40-1.3/350-Y工業鍋爐。該鍋爐在2013年3月28日凌晨的調試過程中發生了鍋爐D型水管上部的過燒而引發的爆管事故。

表1 事故鍋爐的基本參數

圖1 爐膛正視圖

1.2 鍋爐的爐膛結構型式所示，采用了全膜式水冷壁結構方式。爐膛前墻膜式水冷壁上布置了水平燃燒器，爐膛出口處布置了水平式過熱器（采用與煙氣逆流布置)，而后是對流管束，煙氣為“之字型”橫向沖刷對流管束。最后經過省煤器由煙囪排出。本鍋爐的燃燒特點是既可采用平衡通風方式，也可選用微正壓方式。

水冷系統由上下鍋筒間的對流管束、前膜式水冷壁、側膜式水冷壁、后膜式水冷壁等組成。前、后膜式水冷壁由φ60mm×4mm的管子組成，與上、下集箱焊接連接，集箱再與鍋筒焊接。側膜式水冷壁、中水冷壁（爐膛與對流管束的隔墻）也由φ60mm×4mm的管子組成，直接與鍋筒焊接連接。對流管束采用φ51mm×3mm管材，與鍋筒直接焊接連接。上下鍋筒之間是下降管區域，用澆注料絕熱，爐底和爐右側人孔片的水冷壁管排的12根水管也被澆注料絕熱。所有承壓管的管子材料均為20(GB3087)。

1.3 鍋爐調試情況

鍋爐發生爆管事故時鍋爐的給水系二級除鹽水，鍋爐水位在正常位置。鍋爐工作壓力約為1.30MPa，從小油槍轉換至大油槍送油燃燒僅僅只有5h的時間。大油槍投用時火區長度約4m多，過燒水管區域（含兩根爆管的水管）共16根過燒，其中人孔水冷壁管排片上兩根水管各發生了一個爆口的爆管(見圖2所示)。過燒區域在D型爐膛的人孔部位對應的上頂部12根水管及其前后相鄰水冷壁管排的各兩根水管，人孔中心距離爐前約4m。

圖2 爆破口情況

鍋爐形式為雙鍋筒縱置式D型結構水管鍋爐見圖1

2 事故原因分析

2.1 人孔所在水冷壁管排的水動力不足

本鍋爐的水循環系統為自然循環系統，鍋爐的水冷壁管內的水動力來自于系統中下降管的液體重度與水冷壁上升管的介質重度差，由于人孔所在的水冷壁管排三側均被澆注料絕熱，水冷壁上升管內的介質被加熱汽化的絕對量不足，進而造成了水冷壁上升管段介質的平均重度較大，致使該片水冷壁管排的水循環動力絕對不足，導致了該片管排的管內爐水的流速較慢，管排上段冷卻效果很差，管排發生過燒而產生鋼材過熱，產生脫碳劣化是必然的結果。事實證明：該管排全部發生了漲粗（事故發生后過燒管屏的水管由φ60mm最大漲粗為由φ64mm）

2.2 爐膛火焰流角度不對

正常情況下，大油槍的噴射角度與爐膛軸向方向不是絕對平行的，存在一定的向下偏角，本鍋爐調試階段沒有調整大油槍的噴射角度，事實上造成了噴射方向與爐膛軸向平行。在火焰流剛度相對不足的因素作用下，使得人孔所在的水冷壁管排上部中心部位發生了過燒事故，進而產生了爐水管爆管的事故。

2.3 火焰流剛度相對不足

投用大油槍以后，二次風沒有及時跟隨調整，造成了火焰流的剛度相對不足，在人孔上部區域產生了火焰上翹的非理想結果。

3 經驗與教訓

1）鍋爐設計本身在水循環動力設計時必須計算危險區域的水循環動力壓頭差，尤其在火焰擴散區域尤為重要。

2）鍋爐調試階段的調試工作應該設計、制造部門的設計理念，嚴格按照制造單位提供的使用說明書和調試規程進行及時調整。

2013－05－02）