貫流式鍋爐爆管事故分析

陳卓石

（西安特種設備檢驗檢測院，陜西西安 710068）

1 事故概述

西安某公司2017 年新裝8 臺LSS4-1.0-Q.Y 貫流式鍋爐，其受熱面鰭片管為GB 3087—1999 中Φ60×3.2 的20#鋼管，具有自動檢測水管內的爐水濃度，超標時自動排污，始終保持爐水濃度在安全范圍之內，防止效率降低和汽水共騰的功能。使用半年后，發現其中一臺鍋爐運行出現異常，爐膛內出現正壓，隨即上報設備部立即停爐。停爐檢驗后發現，鰭片管出現漲粗、爆管現象，進一步對其余鍋爐進行停爐檢驗，發現不同程度的過燒、漲粗現象。由于鍋爐為生產使用，全年基本不停產，為確保鍋爐長周期安全運行，對其漲粗爆管原因進行分析，確定爆管原因，并提出解決措施。

2 實驗分析

2.1 宏觀檢查分析

對鰭片管漲粗、爆管部位進行宏觀形貌檢查，發現爆口部位外表面有明顯過燒、氧化痕跡（圖1a）；鰭片管漲粗、爆管部位部位內、外表面均無明顯腐蝕（圖1b）。鰭片管爆口處發現鼓包，爆口呈圓孔狀爆開，其壁厚沿爆口發生方向不斷減薄，爆口鼓包處管壁最薄約1.03 mm（表1）。鰭片管漲粗、爆口部位附近外表面硬度值偏大（表2）。數據顯示，爆管發生時，首先管子受熱不斷積累熱量發生鼓包，管外壁產生材料劣化，由于運行中不間斷的過燒、氧化導致鼓包處壁厚不斷減薄，最終鰭片管承受不住水側壓力，出現爆口，發生爆管。

圖1 鍋爐爆管樣本

2.2 鍋爐水質、垢樣分析

現場檢查時發現管子內部泥垢極為嚴重，多根管子堵塞（圖2a），由于事故發生后，司爐人員第一時間對鍋爐給水進行處理，得不到第一時間的垢樣，故對處理后給水水垢進行取樣，并分析其成分（表3）。其中，軟水罐中第一杯樣懸濁物極為嚴重（圖2b），調查得知，軟水罐中水來源包含冷凝水、井水。

由圖表可以看出，鍋爐給水中懸浮物較多，管子中水垢堆積嚴重。此批鍋爐軟化水處理主要針對鈣鎂離子，對懸濁物無法處理，鍋爐開始運行時未加過濾裝置，導致水中雜質過多，容易產生管內結垢。

3 爆管原因分析

經分析，該鍋爐爆管原因應為鍋爐給水水質不合格，鰭片管因爐水結垢堵塞，水流量減小，熱量不斷積累，導致管壁材料發生劣化，產生漲粗現象，這種情況下鍋爐繼續運行，結垢速率增加，一些管子徹底堵死，管壁減薄至臨界值，進而發生爆管。從司爐工記錄中進一步了解運行情況，發現由于本批次鍋爐帶有自動排污，司爐工實際運行中減少了手動排污周期，但自動排污底部排污效果達不到正常運行要求，加劇了水垢的產生和堆積，進而導致鰭片管堵塞，發生爆管。

表1 樣本管壁厚度

表2 樣本表面硬度

圖2 鍋爐管內泥垢及水質

表3 水垢成分分析

4 預防措施

為避免再次發生爆管事故，根據爆管原因分析，采取以下措施進行防范：

（1）控制鍋爐水質，加裝過濾裝置，并定期對過濾裝置進行檢查，避免因鍋爐水質不合格導致的管內結垢。

（2）減少手動排污周期，定期進行化學清洗，除去管內沉積物。

（3）加強管理，嚴格按照規定操作，司爐工加強對鍋爐運行的監控。

5 結語

本次鍋爐爆管事故，一是由于司爐人員對鍋爐了解不夠徹底導致操作存在失誤，二是由于水質未得到嚴格控制，導致管內結垢。鰭片管修復后，管理人員及司爐人員采取了預防措施，目前鍋爐運行狀況良好，說明措施合理有效，對同類型鍋爐預防爆管有一定參考價值。