一種常見鍋爐裂紋事故的分析

摘要：LHG型號的鍋爐被廣泛使用在企業事業單位，這種鍋爐屬于立式火管固定爐排式鍋爐，采用明火反燒。由于結構、制造、使用的使用中經常產生煙管管端開裂，甚至產生泄漏，在鍋爐的定期檢驗中屢見不鮮，小型鍋爐雖然使用壓力不高，往往管理水平、使用水平較差，而且使用的數量多，據統計鍋爐發生事故的70%左右都是小型蒸汽鍋爐，特別是這種小型立式蒸汽鍋爐，因此提高小型蒸汽鍋爐的使用管理水平勢在必行。

關鍵詞：煙管；立式蒸汽鍋爐；裂紋

LHG型號的鍋爐被廣泛使用在企業事業單位，這種鍋爐屬于立式火管固定爐排式鍋爐，采用明火反燒。這種形式的鍋爐的使用范圍比較廣泛，然而由于結構、制造、使用的不當往往會產生許多缺陷，特別是煙管入口端的裂紋，這些裂紋往往會擴散到爐膽上，導致鍋爐的裂紋事故，直至鍋爐損壞泄漏，在檢驗的過程中發現了多起這樣的鍋爐產生這樣的缺陷（見照片）。小型鍋爐雖然使用壓力不高，往往管理水平、使用水平較差，而且使用的數量多，據統計鍋爐發生事故的70%左右都是蒸發量小于1噸的小型鍋爐，特別是這種小型立式蒸汽鍋爐，因此提高小型蒸汽鍋爐的使用管理水平勢在必行。現將這種裂紋產生的原因及預防的措施總結如下，以供檢驗、使用單位參考。

1.結構形式的原因

這種型號的鍋爐屬于立式火管固定爐排式鍋爐，采用明火反燒，爐膛的溫度較高，高溫的煙氣直接由爐膛進入煙管，使得煙管的入口溫度過高，特別是入口管段部分。這種結構形式的鍋爐的煙管入口端就容易過熱而產生缺陷。

預防措施：盡量選用LSG形式的鍋爐，LSG屬于立式水管固定爐排式鍋爐，也是采用明火反燒，而沒有采用煙管的結構形式，使用水管為主要受熱面，即使爐膛的溫度比較高也是作用于水管上，就不會產生煙管管端的裂紋了。

2.制造的原因

雖然采用LSG形式的鍋爐可以防止產生煙管管端的裂紋，但是現在在用的鍋爐中有著大量的LHG型號的鍋爐，有許多鍋爐在制造的過程中由于制造單位的疏忽大意，在制造的過程中就埋下了產生缺陷的隱患，如照片和圖所示煙管在加工的過程中伸出長度較長，特別是煙管的上部較長，是由于煙管加工時先切割后彎曲，然后就直接與爐膽進行焊接，導致煙管的上部的伸出長度較長，這樣就會由于伸出長度較長，而導致管端在高溫的環境中過熱而產生裂紋。

鍋爐制造單位在制作煙管是采用手工火焰切割，切割不整齊，人工造成許多尖角缺口，造成應力集中，煙管于爐膽焊接后也不進行修磨，使用時間不長后導致開裂。

預防措施：在用的鍋爐中將伸出長度較長的部分，特別是煙管上部的部分去除至與爐膽內側平行，最好再將管端修磨圓滑，這樣不僅可以防止管端過熱，還可以減小管端的應力。按鍋殼鍋爐受壓元件強度計算標準GB/T16508的要求，當煙溫大于600℃的部位，管端超出焊縫的長度不應大于1.5mm。按照歐盟鍋殼鍋爐標準（EN12953）的要求，煙管管端與入口煙溫≥600℃的煙氣接觸，或與出口煙溫≥700℃的煙氣接觸，焊接煙管的管端應與焊縫平齊。若與管端接觸的煙氣溫度低于上述值，但高于500℃，管端可超出管板18mm。如與管端接觸的煙氣溫度低于500℃，管端可超出管板25mm。對于使用中的有煙管伸出長度較長和煙管管端有較多缺口的鍋爐，應采用手動角向砂輪進行修磨，將煙管伸出長度較長的部分切除；將煙管管端有較多缺口進行修磨，圓滑過渡，減小應力。另外，在使用過程中要經常進行檢查，發現缺陷及時修磨處理。新制造的鍋爐中煙管應彎制成90°，煙管與內膽的連接應采用全焊透型式，煙管伸出長度應符合規范要求，

3.使用的原因

3.1結垢

這些小型鍋爐的事用單位許多管理水平不高，水處理效果差，水處理不好也是導致鍋爐使用中產生缺陷的重要原因，這種鍋爐產生水垢后會大量沉積在煙管的彎管處，如圖所示，爐膽、煙管及彎管處都存在大量水垢，會直接導致煙管過熱，從而產生裂紋。

預防措施：加強水處理。做好水處理不僅可以提高熱效率還可以防止使用中產生缺陷。

3.2擅自改變燃料種類

現在許多單位因環保的要求改變燃料的種類，將煙煤改成無煙煤，甚至改成焦炭，無煙煤和焦炭的熱值遠大于煙煤，這樣雖然滿足了環保的要求，煙塵小了，但是爐膛的溫度會急劇上升，從而導致煙管過熱、開裂。

3.3改自然拔風燃燒為強制引風燃燒

現在許多單位同樣因環保的要求為了增加除煙效果，在鍋爐煙氣出口處加裝了引風機，這樣就將自然拔風燃燒為強制引風燃燒，提高了燃燒強度，爐膛的溫度大為提高，從而導致煙管過熱。

預防措施：使用單位不要擅自改變燃料種類、不要擅自提高燃燒強度。其實LHG形式的鍋爐只要操作人員操作得當，完全可以防止鍋爐使用過程中產生煙塵。這種大都是明火反燒的形式，可以厚度較厚上層的煤層的燃燒方式，這樣讓煙氣穿過較厚的燃燒著煤層，以讓煙氣充分的分解燃燒以達到環保的要求。另外操作人員在加煤的時，宜采用少加、勤加，加煤后暫時不要擾動煤層，讓其先分解燃燒，待煙塵燃盡后再擾動煤層，可以有效的防止黑煙的產生，時間證明采用厚煤層、少加、勤加等適當的操作方式，明火反燒的LHG形式的鍋爐完全可以達到環保的要求，不用擅自改變燃料種類、不用擅自加裝引風機。

定期檢驗中，應將煙管入口處清理打磨干凈，進行檢查，必要時應進行磁粉探傷，發現管端過熱、開裂等缺陷應及時處理，以免小缺陷發展擴大，甚至發生裂紋延伸至爐膽的情況，最終鍋爐導致損壞。

作者簡介：沈志康（1967.12-），男，漢，江蘇揚州人，大專，工程師，主要從事特種設備檢驗。