淺述鍋爐爆管事故的原因及預防

張烈玉

摘 ?要：隨著我國工業建設的迅猛發展，各種類型的大容量鍋爐不斷涌現，鍋爐的結構及運行更加趨于復雜。不可避免地導致并聯各管內流量與吸熱量發生差異。當工作在惡劣條件下的承壓受熱部件的工作條件與設計工況偏離時，就易引發鍋爐爆管，從而造成事故。

關鍵詞：鍋爐;爆管;事故原因;預防

中圖分類號：TU832 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0168-02

1 ?產生爆管的主要原因

①管內積鹽、管壁腐蝕：鍋水品質不合格、飽和水蒸汽帶水，造成過熱管內積鹽，導致管壁過熱而爆管;給水含氧量高;給水含氧量高，或水流速低，經常會引起省煤器內壁點狀腐蝕而爆管;高溫腐蝕是引起過熱器、水冷壁管爆管的原因之一。

②缺水或升火、停爐操作程序不當，使管子的加熱或冷卻不均勻，產生較大的熱應力。

③運行過程中，汽壓、汽溫超限（偏離設計的運行條件），火熱偏差過大，使管子蠕脹速度加快，致使管子爆裂。

④負荷變動大，引起鍋內壓力突變，使水循環不正常（緩慢、停滯），使管子過熱或出現交變應力而疲勞破裂。

⑤運行調節不當，如火焰偏斜、局部結渣、爐排風室燒損、煤層厚度及變速箱調整不當、鼓引風不匹配或調整不協調等，都會導致局部管子過熱。

⑥制造、安裝、檢修質量不良。如管材質量不良或管材鋼號用錯;管子的焊口質量不合格;彎頭處壁厚減薄嚴重;管子內部有異物致使管子截面積變小或都塞;檢修時對已蠕脹超限的管子漏檢，已經磨損減薄的管子沒發現。

⑦飛灰磨損是導致省煤器爆管的主要原因。燃燒器出口氣流偏斜，出現“飛邊”、 “貼壁”現象，使水冷壁管磨損，是引起水冷壁管爆管的原因之一。

2 ?幾種典型爆管事故的原因及預防

缺水（超溫）造成的爆管：蒸汽鍋爐是不允許缺水的，鍋爐上裝有水位計、水位報警器、自動給水裝置等是為了保護鍋爐運行時的正常水位的。造成鍋爐缺水的主要原因有：

①司爐人員疏忽大意，對水位監視不夠，調整不及時或操作水平低等;

②水位是假水位，蒸汽流量表或給水流量表指示不正確導致操作人員做出錯誤的判斷;

③鍋爐給水自動調節閥失靈給水壓力降低，汽水壓力減小;

④受熱面燒損以后發生嚴重泄漏而大量缺水，如水冷壁管或煙管損壞或保管等，都會引起缺水爆管事故;

⑤排污不當或短管泄漏，都會引起缺水爆管事故;

⑥鍋爐水位表的汽水連管堵塞都是造成缺水爆管的原因之一。

鍋爐由于缺水，爐管的局部或大部分得不到水的冷卻，致使管子溫度迅速升高，機械強度很快降低，由于管子承壓產生的應力超過了材料的屈服極限，導致管子變形、鼓包、爆管。

鍋爐運行過程中必須保持正常水位。當水位低于低于安全水位標識線以下時，稱為缺水事故，缺水事故又分嚴重缺水事故、一般缺水事故兩種。按照新的標準要求：低于水位表最低可見邊緣即為嚴重缺水，應該立即停爐（不必叫水）。在安全水位標識線與最低可見邊緣之間的稱為一般的缺水。

為了避免缺水事故，應：

①經常注意監視水位，定期沖洗水位表，校正水位表的指示;

②嚴格控制、調節給水流量表，使之與蒸發量相適應;

③正確執行排污規定;

④加強日常維護，定期檢修鍋爐，提高操作人員的判斷能力、操作水平和處理事故的實際能力，消除事故隱患，加強操作人員的工作責任心，嚴格遵守操作規程。

3 ?水質不良造成的爆管

水質不良造成爆管有以下三種。

3.1 ?水質硬度高造成管內結垢損壞爐管

由于水質硬度高，鍋爐金屬的內表面很快就結上一層堅硬的水垢，水垢越結越厚，直至把管子堵死，這種現象多出現在高溫區，因為管子內結垢，管壁得不到水的冷卻，管子產生蠕變（低碳鋼管一般超過450 ℃就開始產生蠕變），就會產生變形、鼓包直至爆管。

3.2 ?氧腐蝕使爐管強度大大降低直至爆管

由于中、低壓鍋爐一般都沒有除氧設備，給水中的溶解氧往往很高，爐水受熱后，溶解氧便在水中釋放出來，進而腐蝕鍋爐金屬。影響氧腐蝕的主要因素有：

①爐水中的含氧量;

②爐水的溫度;

③爐水的流速;

④負荷的大小。

爐水的含氧量越高腐蝕就快;爐水的溫度越高腐蝕就快;爐水的流速越快腐蝕的就快;鍋爐的負荷越大腐蝕的就快;

3.3 ?溶解鹽腐蝕損壞管子使其強度降低直至爆管

鍋爐給水中的含鹽量大小是不同的，特別是存在氯化鈣和氯化鎂含量的給水，這種高含鹽水進入鍋爐，在鍋爐內成為很好的電解質，在進水附近的對流管束，尤其是煙氣溫度較高的對流管束處，電化學腐蝕以很快的速度進行，這樣管子很快就爛透。

以上三種爆管的預防措施：

①加強操作人員的責任心，做好鍋爐給水的處理工作;

②嚴格檢查、化驗鍋爐給水的各項指標，達到規定要求;

③嚴格控制飽和蒸汽的含鹽量;

④提高汽水分離器的分離效率和檢修質量，保證給水裝置嚴密性，鍋爐運行中嚴防水位過高、超負荷、超溫運行。

4 ?水循環不正常造成管子爆管

4.1 ?水循環不正常造成爆管的原因

①設計結構不合理，下降管、上升管分布和分配偏差太大而導致水循環不良，造成個別管路水流速低，甚至造成停滯、倒流現象，而使管子局部汽化，致使管壁長期過熱而引起變形、鼓包直至爆管。

②由于爐內各循環管路的阻力不均勻，阻力大的管路水流量、水流速較低，會使局部汽化而過燒，發生爆管;

③熱負荷過高或過低均有可能發生爆管;

④其他原因，如：因異物堵塞等也會造成爆管。

4.2 ?預防水循環不正常防止爆管的措施

①在設計、選購方面要看好結構合理性，是鍋爐整體有一個良好的水循環系統;

②管道布置要合理，盡量減少流動阻力的偏差;

③盡量減少熱負荷偏差和流量偏差;

④上升管與水平面的傾角不得小于15 °，上升管最好直接引入上鍋筒，且最好引至上鍋筒水空間;

⑤下降管應連接在鍋筒水位最低位置與連接在水空間的上升管保持足夠的距離;

⑥下降管應直立布置，減少轉彎;

⑦下降管不受熱或有可靠的絕熱措施;

⑧在下聯箱上，上升管、下降管、排污管管口應互相錯開布置;

⑨盡量避免鍋爐超負荷運行。

5 ?在制造、運行中因管材損傷造成爆管的原因及 ? 預防

5.1 ?在制造、運行中因管材損傷造成爆管的原因

在制造中因彎管機有缺陷，將管子彎頭外弧面拉傷形成縱向裂紋或因彎曲半徑過小引起彎頭外弧面裂紋，也有因彎管而導致彎頭外側壁減薄太多，內側產生折皺;制造過程中受熱面管子受機械擠壓或切割削損傷;由于煙速設計不當造成受熱面局部磨損等引起鍋爐管子的局部強度降低致使鍋爐管子破裂或爆管。

5.2 ?在制造、運行中因管材損傷造成爆管的預防

在鍋爐制造過程中應對彎管進行通球試驗，對焊接連接管處進行無損探傷，對整根焊接管子及修理后的鍋爐本體進行水壓試驗。在運行應按照鍋爐運行、檢驗、檢修規程對鍋爐定期檢查和檢驗，發現問題及時處理以防止事故的擴大。

6 ?鍋爐管原材料質量缺陷造成爆管的原因及預防

6.1 ?鍋爐管原材料質量缺陷造成爆管的原因

管材的化學成分、機械不能滿足設計要求;有嚴重的局部腐蝕;在扎制過程中出現夾層、偏心和化學成分偏析等缺陷;有氣孔、砂眼、裂紋、折皺等缺陷。

6.2 ?鍋爐管原材料質量缺陷造成的爆管事故預防

首先鍋爐制造廠在選購管材時必須按照《鍋爐安全技術監察規程》的要求，進行購買，原材料必須附有相關的材質證明書。加強對新進管材的復檢工作，檢后并附上相關的材質證明，尤其在焊接前管接頭的清理中，要仔細檢查有無裂紋等缺陷。

7 ?定期排污操作不當造成鍋爐爆管的原因及預防

7.1 ?定期排污操作不當造成鍋爐爆管的原因

高負荷的情況下排污;排污時間長。

7.2 ?定期排污操作不當造成鍋爐爆管的預防

不要再高負荷的情況下排污;排污時間不能過長，排污時間一般不超過30 s。

8 ?運行期間造成的爆管原因及預防

8.1 ?運行期間造成的爆管原因

①缺水;②負荷變換大;③操作不當;④停爐起爐過于頻繁;⑤運行期間輔機不協調;⑥風量分配室燒穿;⑦超溫、超壓;⑧水質不良。

8.2 ?運行期間造成的爆管的預防

上面已談，略。

9 ?結 ?語

綜上所述，鍋爐是特種設備之一，尤其在北方的冬季熱水鍋爐是我們日常生活中所離不開的，所以，我們要加強對鍋爐的管理、了解，使其更好地為人類服務。

參考文獻：

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