鍋爐爆管原因分析及處理措施

劉亞軍

（神皖馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽 馬鞍山243000）

0 引言

鍋爐作為我國(guó)電力工業(yè)生產(chǎn)中的一種重要裝置與設(shè)備，隨著電力工業(yè)的建設(shè)發(fā)展以及電力生產(chǎn)中所應(yīng)用機(jī)組容量的不斷提高，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及工作環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，運(yùn)行的控制管理難度也不斷增高。通常情況下，在火力發(fā)電廠機(jī)組設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，一旦鍋爐系統(tǒng)中各管內(nèi)的流量以及吸熱量發(fā)生較大變化，使得鍋爐承壓受熱部件在超出設(shè)計(jì)極限的惡劣環(huán)境下工作，就會(huì)發(fā)生爆管事故。

1 運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題

在水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器的工作過(guò)程中，其管道發(fā)生泄漏，將嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的安全性。

2 水冷壁爆管原因分析及處理措施

2.1 制造缺陷

制造缺陷主要是指水冷壁管道制造過(guò)程中的“砂眼或裂紋”及廠家組裝時(shí)產(chǎn)生的其他質(zhì)量問(wèn)題。處理方法為在泄漏后對(duì)損壞部位的承壓部件進(jìn)行換管。

2.2 焊接缺陷

焊接質(zhì)量不良也容易造成鍋爐的水冷壁爆管。其處理方法也是在泄漏后對(duì)損壞部位的承壓部件按照成熟的焊接工藝進(jìn)行換管及質(zhì)量檢驗(yàn)。設(shè)備安裝階段對(duì)頂棚過(guò)熱器、孔門(mén)彎管與直管間鰭片進(jìn)行了大量的單面焊處理，這就造成鰭片撕裂并延伸至管壁的現(xiàn)象頻繁發(fā)生，最終導(dǎo)致泄漏。對(duì)于單面焊問(wèn)題，只能采取分階段更換管子的辦法進(jìn)行治理，并進(jìn)行嚴(yán)格的焊接工藝評(píng)定，逐步消除單面焊帶來(lái)的隱患。

2.3 屏間應(yīng)力不均

因安裝焊接時(shí)屏間應(yīng)力不均造成鰭片撕裂并擴(kuò)展至管壁導(dǎo)致泄漏的事故經(jīng)常發(fā)生，一般采取以下處理方式：

（1）對(duì)接合部位進(jìn)行換管，將鰭片按原方式焊接。

（2）對(duì)前后墻不同管屏間（前后墻中間2個(gè)管屏除外）應(yīng)力集中部位的水冷壁管和鰭片進(jìn)行更換，在換管部位屏間焊接加強(qiáng)塊；對(duì)側(cè)墻撕裂的鰭片進(jìn)行打磨，消除裂紋，在鰭片撕裂部位內(nèi)外側(cè)同時(shí)加裝加強(qiáng)塊，以滿焊方式增強(qiáng)連接強(qiáng)度，并增加加強(qiáng)塊的個(gè)數(shù)，以避免屏間應(yīng)力撕裂水冷壁。

（3）割開(kāi)接合部位鰭片，并采用在鰭片割口邊緣打止裂孔的方法對(duì)產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行處理。

2.4 管道堵塞

受熱面管道被異物堵塞后容易短期超溫過(guò)熱甚至爆管，而造成該現(xiàn)象的主要原因是安裝或檢修過(guò)程中因疏于防范，采取措施不力造成較大的異物（施工時(shí)掉落的焊渣、焊條等雜物）掉進(jìn)受熱小管內(nèi)部并逐漸積聚成團(tuán)，最終影響冷卻介質(zhì)的正常流通。

3 過(guò)熱器爆管原因分析及處理措施

3.1 過(guò)熱器爆管的直接原因

結(jié)合火力發(fā)電廠機(jī)組設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中鍋爐過(guò)熱器發(fā)生爆管的具體情況，造成過(guò)熱器爆管的直接原因可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）過(guò)熱器設(shè)計(jì)不合理。通常情況下，導(dǎo)致鍋爐過(guò)熱器發(fā)生爆管事故的主要設(shè)計(jì)原因包括以下幾種：1）過(guò)熱器設(shè)計(jì)時(shí)的熱力情況計(jì)算與其實(shí)際運(yùn)行中的熱力情況不相符，導(dǎo)致過(guò)熱器運(yùn)行時(shí)受熱與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差異比較大，從而發(fā)生爆管現(xiàn)象。2）在進(jìn)行過(guò)熱器的設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)其運(yùn)行參數(shù)選擇不合理，也會(huì)導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行中發(fā)生過(guò)熱器爆管問(wèn)題。比如某電廠“W”型鍋爐在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，由于選用了不合理的受熱面系數(shù)，導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量的鍋爐爐膛出口煙溫比設(shè)計(jì)中要求的80～100℃要高。3）在設(shè)計(jì)鍋爐系統(tǒng)時(shí)，鍋爐爐膛的選型不恰當(dāng)，或者對(duì)于過(guò)熱器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及受熱面設(shè)置不合理等，也會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱器在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生爆管事故，從而影響鍋爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行。4）在設(shè)計(jì)過(guò)熱器時(shí)，對(duì)其壁溫計(jì)算不夠精確或完善，從而導(dǎo)致選用的過(guò)熱器安裝、制造材料不合適，或者在設(shè)計(jì)過(guò)熱器時(shí)沒(méi)有充分考慮熱偏差問(wèn)題，也容易導(dǎo)致過(guò)熱器爆管。

（2）過(guò)熱器的制造、安裝或檢修質(zhì)量不合格。通常情況下，在過(guò)熱器結(jié)構(gòu)、部件的設(shè)計(jì)、制造、安裝與檢修過(guò)程中，如果存在焊接或者選材質(zhì)量不合格、管路安裝不到位等問(wèn)題，就極易導(dǎo)致火電廠機(jī)組設(shè)備運(yùn)行中鍋爐過(guò)熱器發(fā)生爆管事故。

（3）過(guò)熱器中的調(diào)溫裝置設(shè)計(jì)不合理或是在鍋爐運(yùn)行中不能夠正常工作，甚至鍋爐運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的其他一些比較突然的運(yùn)行狀況以及問(wèn)題等，也會(huì)造成過(guò)熱器發(fā)生爆管事故，從而影響鍋爐的正常運(yùn)行。

3.2 過(guò)熱器爆管的根本原因與控制措施

結(jié)合上述造成過(guò)熱器爆管的直接原因，在進(jìn)行過(guò)熱器爆管控制與預(yù)防的過(guò)程中，應(yīng)注意對(duì)造成過(guò)熱器爆管的根本原因進(jìn)行分析，以從根源上預(yù)防和控制過(guò)熱器爆管事故的發(fā)生。導(dǎo)致過(guò)熱器爆管問(wèn)題發(fā)生的根本原因主要是過(guò)熱器出現(xiàn)磨損、腐蝕、疲勞等情況，或者是在過(guò)熱器焊接安裝過(guò)程中使用了異種金屬，以及對(duì)于過(guò)熱器的設(shè)計(jì)、安裝與檢修質(zhì)量控制存在失誤等。針對(duì)這一情況，在進(jìn)行過(guò)熱器爆管控制時(shí)具體可采用如下措施：

（1）應(yīng)注意通過(guò)改進(jìn)過(guò)熱器的受熱面，保證過(guò)熱器中介質(zhì)流量得到分配合理；改善鍋爐爐內(nèi)燃燒情況，避免出現(xiàn)燃燒中心偏高或偏斜的問(wèn)題；定期清洗過(guò)熱器管路，避免結(jié)垢；對(duì)于有裂紋的或接近設(shè)計(jì)壽命的管子進(jìn)行更換。

（2）對(duì)于因磨損造成的過(guò)熱器爆管現(xiàn)象，應(yīng)使用減少飛灰撞擊管子次數(shù)以及提高管子耐磨性的方法，來(lái)避免鍋爐運(yùn)行中飛灰造成的管子磨損，或者是通過(guò)在鍋爐中增設(shè)除塵裝置，在易磨損管子的表面加裝防磨蓋板等，來(lái)減少和控制過(guò)熱器爆管事故的發(fā)生。

（3）對(duì)于鍋爐運(yùn)行中腐蝕情況造成的爆管現(xiàn)象，主要可通過(guò)停爐保護(hù)以及新啟爐時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗、鍋爐運(yùn)行中保證水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)等方法來(lái)避免和加以控制。

4 再熱器和省煤器爆管原因分析及處理措施

電廠鍋爐高溫再熱器采取懸吊布置，同高溫過(guò)熱器一樣不會(huì)出現(xiàn)煙氣走廊問(wèn)題。為防止其他部位的再熱器和省煤器彎頭發(fā)生泄漏，應(yīng)對(duì)爐兩側(cè)對(duì)流豎井內(nèi)所有受熱面進(jìn)行定期檢查，對(duì)磨損嚴(yán)重的低溫段省煤器彎頭部位進(jìn)行測(cè)厚，根據(jù)測(cè)厚結(jié)果對(duì)壁厚已經(jīng)嚴(yán)重減薄的部位進(jìn)行更換。

低溫再熱器和省煤器處于尾部煙道內(nèi)，該位置由于防磨護(hù)瓦脫落，堵塞通流間隙，造成大量積灰，形成煙氣走廊，導(dǎo)致再熱器彎頭因飛灰磨損減薄的原因易發(fā)生爆管。為防止高速含塵煙氣對(duì)再熱器彎頭部位的磨損，應(yīng)及時(shí)清理尾部煙道內(nèi)管間積灰，以消除煙氣走廊。另外，在機(jī)組大、小修期間對(duì)蒸汽吹灰器疏水管道進(jìn)行定期檢查維修，保證吹灰系統(tǒng)的正常投用，消除吹灰蒸汽帶水現(xiàn)象，對(duì)防止積灰受潮板結(jié)也起到了一定的作用；在容易產(chǎn)生磨損的受熱面彎頭部位加裝防磨護(hù)瓦，對(duì)防止受熱面彎頭部位因磨損產(chǎn)生泄漏也會(huì)起到很好的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

為了防止鍋爐爆管事故的發(fā)生，應(yīng)從運(yùn)行、檢修、技術(shù)改進(jìn)等方面加強(qiáng)監(jiān)督、管理和檢查。運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)變化及時(shí)調(diào)整燃燒工況，合理控制風(fēng)速，避免管壁超溫；檢修人員應(yīng)提高檢修質(zhì)量和監(jiān)督力度，盡可能地?cái)U(kuò)大檢查范圍，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。采取以上措施，可大大減少鍋爐非停次數(shù)，保證鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］李耀君.氧化皮脫落導(dǎo)致的過(guò)熱器管爆管分析［J］.熱力發(fā)電，2005（6）