鍋爐過熱器爆管原因及預防措施分析

王強強

（中海石油天野化工有限責任公司，內蒙古 呼和浩特 010000）

隨著我國工業領域的改革創新，鍋爐制造技術在社會大時代背景的推動下，穩步實現技術層次、空間層次的創新，致力于服務我國工業領域穩定發展。鍋爐設備是工業生產建設中最基礎的設備類型，對工業企業發展具備推動作用。在大環境背景下，雖然鍋爐制造技術穩步提升，但是，鍋爐設備廣泛運用隨之而來的便是嚴重的鍋爐安全威脅。近年來，我國關于鍋爐過熱器爆管的安全問題頻發，鍋爐過熱器爆管問題已經成為阻礙工業企業穩定發展主要因素之一。鍋爐過熱器爆管事故出現，直接影響了企業的安全穩定運行，并且很容易造成工業企業經濟損失。鍋爐機組運行時間越來越長，在一定程度上增加了鍋爐機組的運作壓力，導致整個鍋爐機組使用壽命降低。所以，為了實現工業企業的安全管理水平，實現企業經濟效益最大化，本文針對鍋爐過熱器爆管原因及預防措施展開詳細分析。

1 鍋爐結構性能分析

鍋爐是由本體、受熱面、過熱器、燃燒裝飾、附件、煙風系統、冷水系統等系統構件組成的，其中過熱器是最主要的鍋爐零構件之一，在鍋爐日常生產運行中，過熱器運作壓力和工作溫度受熱面最大。一般情況下，對于工業鍋爐來說，過熱器蒸汽溫度一般在400℃左右，其中材料多為20g鋼，應用合金的鍋爐如今相對較少。對于材料20g鋼來說，可以承受壁溫450℃范圍內的溫度，并且實際使用壽命一般在10萬小時左右。但是，在鍋爐實際運行時，因為會受到諸多因素的影響，所以實際使用壽命遠遠低于設計壽命規范要求。之所以會出現這樣的現象，一般與鍋爐材質、鍋爐制造工藝、鍋爐設計因素等有一定關系，但是，更多的是鍋爐在運行過程中出現操作不當，使過熱器管壁溫度超過了設計溫度值，這時候則會出現鍋爐過熱器因為過燒而造成的泄漏、爆管等諸多問題，這也直接造成鍋爐預期壽命縮短，極大程度上降低了鍋爐的安全運行與經濟運行。

2 鍋爐過熱器爆管原因

2.1 設計原因

設計原因是導致鍋爐過熱器爆管的主要因素之一，設計是否合理對整個鍋爐運行起到了至關重要的作用。從客觀方面來說，四角切圓燃燒方式自身就存在一定的缺陷。四角切圓燃燒方式中，爐內旋轉上升氣流由爐膛出口進入對流煙道的過程中，存在較強的參與旋轉，這時候則會造成對流煙道兩側的煙速差和煙溫差，導致煙道內熱負荷出現分布不均勻等問題，直接造成鍋爐過熱器爆管問題。此外，設計系數選用不合理也很容易造成鍋爐過熱器爆管問題，若選擇受熱面悉數不合理，則會導致爐膛出口煙溫實測值比設計值高80℃左右。鍋爐過熱器若系統結構設計不合理，會造成過熱器左右較差方式不佳，會造成鍋爐過熱器爆管。爐膛結構設計不合理，也很容易導致鍋爐過熱器爆管，若爐屏底與折焰角之間的間隙相對較大，后屏不能有效地進行消除爐膛出口殘余旋轉，導致鍋爐過熱器爆管。

2.2 運行原因

鍋爐運行情況也很容易造成鍋爐過熱器爆管問題出現，因為鍋爐中蒸汽品質容易出現問題，導致鍋爐管內結垢問題非常嚴重，所以很容易造成爆管問題。在進行鍋爐燃燒時，若鍋爐煤種質量存在問題，在煤炭燃偏離設計參數時，那么，很容易存在著火延遲問題，會出現火線中心上升、爐膛溫度不足問題，容易導致鍋爐過熱器爆管。在進行鍋爐燃燒時，過熱器使用的材質一般都在工作材質允許的范圍內，但是，在鍋爐運行時，很容易造成鍋爐的內在工況出現問題，導致瞬時超溫爆管情況出現。受熱面玷污也是造成鍋爐過熱器爆管的原因之一。當鍋爐受熱面發生玷污問題，那么，受熱面部分管子會出現結渣、積灰問題，導致管間吸熱不均勻情況出現，造成超溫爆管。管間振動磨損問題也不容忽視，固定件若與熱管屏之間連接焊縫出現燒裂問題，那么，固定件與管屏內圈發生摩擦，很容易造成管壁磨損減薄問題出現，在內壓力的作用下很容易導致爆管問題。此外，超期服役、管內壁結垢、外壁氧化、燃煤灰分高等諸多鍋爐運行問題，都是造成鍋爐過熱器爆管問題的因素。

3 鍋爐過熱器爆管預防措施

3.1 科學合理開展鍋爐設計

在進行鍋爐設計工作時，應該對鍋爐各項參數進行嚴格把控，嚴格按照《工業鍋爐熱力計算》中的各項要求，對過熱器傳導系數開展有針對性的修正管控。尤其是針對組裝鍋爐來說，應該結合組裝鍋爐的運行需求，對鍋爐的內膛高度、爐膛出口煙溫、過熱器傳熱系數等諸多內容進行詳細分析和把控。在進行鍋爐設計時，還應該對鍋爐用水、用煤種類進行把控，簽訂合同時必須要求用戶選擇相配備的設備，以便于水質、煤種與鍋爐相適應。此外，鍋爐使用單位要確保鍋爐在不低于額定出力70%下運行。若因為工藝原因，需要在低負荷下運行，但是，在合同中要提出，以便于設計采取措施。在鍋爐安裝時，要確保安裝流程、安裝順序符合各項規范要求。對減溫器內部裝有其他零件的設備要實施拆卸檢查，確保產品質量滿足設計實際需求。

3.2 嚴格遵循鍋爐安全操作規程

鍋爐運行時，要對鍋爐負荷進行把控，鍋爐負荷應該在允許的單位內。若出現鍋爐負荷超問題，應該第一時間進行超負荷管控。啟停爐時的應有適量蒸汽流經過熱器。保證鍋爐正常燃燒工況，過量空氣系數應該把控在適當的范圍內。汽包水位置應該在允許波動范圍內，做到不滿水。此外，應該防治汽壓突降問題，杜絕突升造成汽包安全閥起跳問題。科學合理地對鍋爐安全閥進行調整，保障過熱器的安全閥開啟壓力小于汽包安全閥的開啟壓力。在煮爐過程中，尤其是排污換水清洗工作開展時，應該開展精心操作，杜絕滿水情況出現，有效保障鍋爐檢驗質量。此外，還應該保障減溫器管路通暢，蛇形管內應該無積垢、無泄漏情況。汽水分離結構應該確保完整性，垂直擋板的嚴密性應該在鍋爐運行時進行明確。水冷壁管、凝渣管、過熱器、對流管內不應該存在較多積垢，定期對管內外的灰渣進行清除。若過熱器管內的積鹽積垢較為嚴重，可以用大于90℃的低含量鹽水進行清理，從過熱器出口集箱放汽閥泵通入鹽水，結合鹽垢實際情況進行浸泡，做好管道進行清洗，清洗后的水可以進行循環利用。針對鍋爐運行過程中給水流量也應該進行把控，將其流量速度把控在580t/h左右，增加鍋爐蒸發量比例，有效降低各級汽。把控給水溫度，增加除氧器輔助汽加熱蒸汽量。做好各項鍋爐運行工作把控，切實按照規則和使用規范運行鍋爐，最大程度上展現出鍋爐的使用效率。

4 結語

總而言之，鍋爐過熱器爆管問題給工業生產帶來了嚴重影響，不僅影響了工業生產正常運行，而且還會造成嚴重的安全隱患。為了確保鍋爐過熱器安全、穩定運行，必須找出鍋爐過熱器爆管原因，有針對性地解決問題，在科學合理開展鍋爐設計的基礎上，嚴格遵循鍋爐安全操作規程，確保鍋爐運行高效、穩定。