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(nèi)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(nèi)，防止效率降低和汽水共騰的功能。使用半年后，發(fā)現(xiàn)其中一臺鍋爐運行出現(xiàn)異常，爐膛內(nèi)出現(xiàn)正壓，隨即上報設備部立即停爐。停爐檢驗后發(fā)現(xiàn)，鰭片管出現(xiàn)漲粗、爆管現(xiàn)象，進一步對其余鍋爐進行停爐檢驗，發(fā)現(xiàn)不同程度的過燒、漲粗現(xiàn)象。由于鍋爐為生產(chǎn)使用，全年基本不停產(chǎn)，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(fā)現(xiàn)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(nèi)、外表面均無明顯腐蝕（圖1b）。鰭片管爆口處發(fā)現(xiàn)鼓包，爆口呈圓孔狀爆開，其壁厚沿爆口發(fā)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(shù)據(jù)顯示，爆管發(fā)生時，首先管子受熱不斷積累熱量發(fā)生鼓包，管外壁產(chǎn)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(cè)壓力，出現(xiàn)爆口，發(fā)生爆管。

圖1 鍋爐爆管樣本

2.2 鍋爐水質(zhì)、垢樣分析

現(xiàn)場檢查時發(fā)現(xiàn)管子內(nèi)部泥垢極為嚴重，多根管子堵塞（圖2a），由于事故發(fā)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(diào)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(zhì)過多，容易產(chǎn)生管內(nèi)結(jié)垢。

3 爆管原因分析

經(jīng)分析，該鍋爐爆管原因應為鍋爐給水水質(zhì)不合格，鰭片管因爐水結(jié)垢堵塞，水流量減小，熱量不斷積累，導致管壁材料發(fā)生劣化，產(chǎn)生漲粗現(xiàn)象，這種情況下鍋爐繼續(xù)運行，結(jié)垢速率增加，一些管子徹底堵死，管壁減薄至臨界值，進而發(fā)生爆管。從司爐工記錄中進一步了解運行情況，發(fā)現(xiàn)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(chǎn)生和堆積，進而導致鰭片管堵塞，發(fā)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(nèi)泥垢及水質(zhì)

表3 水垢成分分析

4 預防措施

為避免再次發(fā)生爆管事故，根據(jù)爆管原因分析，采取以下措施進行防范：

（1）控制鍋爐水質(zhì)，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(zhì)不合格導致的管內(nèi)結(jié)垢。

（2）減少手動排污周期，定期進行化學清洗，除去管內(nèi)沉積物。

（3）加強管理，嚴格按照規(guī)定操作，司爐工加強對鍋爐運行的監(jiān)控。

5 結(jié)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(zhì)未得到嚴格控制，導致管內(nèi)結(jié)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。