一起鍋爐過熱器爆管事故的淺析

摘要：鍋爐過熱器爆管為鍋爐常發事故，為保障鍋爐經濟、安全運行，除保證設計、制造、安裝質量外，鍋爐運行管理及操作異常重要。文中通過對

一臺長期低負荷低參數運行的鍋爐過熱器爆管事故的原因分析，提出一點意見。關鍵詞：過熱器，事故，爆管，運行

前言

河南某公司2015年從我公司購進的一臺55t/h中溫中壓循環流化床鍋爐，因該公司生產用汽量不大，故長期保持45%低負荷運行。運行半年即發生過熱器爆管問題。通過現場查看爆管位置，分析事故原因，提出整改方案。

1過熱器爆管問題描述

現場停爐檢查時，確定為高溫過熱器爆管，爆管處共同點：均處于噴水減溫器出口，高過進口側，且均處于雙管圈的內圓小彎頭下部起弧點上部及側面。

本鍋爐高、低溫過熱器系統布置在尾部煙道中，煙氣先經高溫過熱器后經低溫過熱器，高、低溫過熱器間布置噴水減溫器。高溫過熱器選用15CrMoGGB/T5310管子，橫向58排，共計116根，現場共計封堵5根，具體位置見下圖1。高溫過熱器選用15CrMoGGB/T5310管子，橫向58排，共計116根，現場共計封堵5根，具體位置見下圖1。

其中管子b起弧點處直管上有縱向裂紋（約2-3cm長）;管子a漏點處有一個小孔;管子c減薄較多;管子d、e起弧點處直管上出現滲水現象;由于過熱器處蛇形管間距較小，操作不便，經補焊無效后，采取封堵處理，現場共計封堵5根蛇形管。實際僅有三根管子（a、b和e）爆管，管子c是因管子b爆管后沖刷所致減薄，減薄量約2-3mm，d為疑似存在漏點，見圖2。

2問題分析

拆下的過熱器管沒有發現明顯漲粗，過熱器管內無結垢、堵塞和異物，彎頭及管外壁沖刷磨損不嚴重。根據現場爆管的部位和裂紋型式初步判斷為典型的過熱蒸汽帶水而致。為了確認爆管真正原因，做了如下工作，并進行分析：

1）管子檢測

由于現場施工不便，僅將管子d、e滲水段帶回廠內做檢測，檢測情況

如下：

A、水壓試驗：d管無問題，e管彎頭部分有一處裂縫。

B、管子外觀檢查及打磨、壁厚檢查：結果顯示管子內外壁均較光滑，無結垢，無麻點，排除腐蝕因素;管內無堵塞和異物，無明顯減薄，無過燒痕跡，可判定其不存在磨損、過熱問題;

C、理化分析：化學分析結果表明管子材質成份符合15CrMoGGB/T5310要求，排除錯用材質、材質不合格問題;

D、光譜分析：將爆管處管子取樣進行理化分析，發現e號管子除了泄漏處的一條主裂紋外，還有4條更細小的裂紋，且均向彎頭端集中。

2）鍋爐運行工況分析

現場運行工況為主蒸汽溫度300℃-320℃，壓力2.27MPa-3.3MPa;鍋爐設計額定蒸汽溫度450℃，額定壓力3.82MPa，運行參數遠低于設計值。

當蒸汽壓力為3.3MPa時，蒸汽飽和溫度為239℃;特別運行壓力為2.27MPa，此時對應蒸汽飽和溫度為218℃，而經噴水減溫后減溫器出口高過進口蒸汽溫度只有220℃，此時的蒸汽已接近飽和蒸汽，噴入的減溫水根本無法完善汽化，大量的水滴帶到高過進口，碰到彎頭在慣性作用下落在管壁上，高溫管子碰到水滴遇冷收縮，產生應力，最終導致爆管。

同時，運行數據顯示，鍋爐長期運行參數為給水量40t/h左右，主蒸汽量25t/h左右，主蒸汽量只有給水量的60%左右，會造成給煤和蒸汽量的不協調。多進爐膛的水需要吸熱，要維持鍋爐出力和爐膛溫度，勢必要強化燃燒，必然多加煤，這樣尾部煙氣量增大，攜帶的熱量增多，過熱器吸熱多，管壁溫度較正常值高;而過熱器由于很多水被排出，流經管子的汽減少，冷卻介質減少，只有汽溫升高。這一多一少均會造成過熱蒸汽較正常低負荷運行時汽溫升高，但主蒸汽溫度又必須控制在320℃以內，辦法只有多噴減溫水?，F場顯示當鍋爐蒸發量30t/h時，噴水量高時可達5t/h，噴水量為鍋爐負荷的16.7%，遠高于設計值（設計噴水量為額定負荷的8%以內）。過量的噴水使蒸汽無法將其完全汽化，就會有水滴帶到過熱器管子中，再加上前面講過，現在運行的參數過熱度很小，無法滿足汽化要求，兩者疊加帶水就非常嚴重了。

3結論

通過對管子檢測排除了其它因素，佐證了過熱器蒸汽帶水是爆管的真正原因。同時現場運行的數據為該原因提供了有力支撐，造成蒸汽帶水的根源為鍋爐在運行過程中過量噴投減溫水。

需要說明的是鍋爐爆管原因中，大多涉及運行管理技術，操作管理鍋爐非常重要，一定要嚴格按照運行規程和廠家說明書的規定執行。降負荷、降參數必須以鍋爐安全為前提。

就本項目要維持低負荷運行正確做法是：維持正常煤、水、汽的比例關系，使各項參數協調下降。可通過減少高過前減溫器噴水量對減溫幅度限制，控制減溫后的蒸汽溫度至少要高出飽和溫度20℃運行;另在主蒸汽出口設置減溫減壓裝置，以調控鍋爐參數，避免再次發生此類事故。

參考文獻：

[1]車得福，莊正寧，李軍，王棟.鍋爐（第2版）.西安：西安交通大學出版社，2008.10

[2]宋漢武.蒸汽鍋爐減溫器.科學技術文獻出版社重慶分社.1987年6月第一版.

作者簡介：周麗麗（1981-），女，工程師，2010年至今一直從事鍋爐的設計與開發工作。