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(fā)事故，為保障鍋爐經(jīng)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(shù)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(huán)流化床鍋爐，因該公司生產(chǎn)用汽量不大，故長期保持45%低負荷運行。運行半年即發(fā)生過熱器爆管問題。通過現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)布置在尾部煙道中，煙氣先經(jīng)高溫過熱器后經(jīng)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)滲水現(xiàn)象;由于過熱器處蛇形管間距較小，操作不便，經(jīng)補焊無效后，采取封堵處理，現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(jù)現(xiàn)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(shù)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(jīng)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(chǎn)生應力，最終導致爆管。

同時，運行數(shù)據(jù)顯示，鍋爐長期運行參數(shù)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(xié)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(jīng)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(xiàn)場顯示當鍋爐蒸發(fā)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(xiàn)在運行的參數(shù)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(xiàn)場運行的數(shù)據(jù)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(guī)程和廠家說明書的規(guī)定執(zhí)行。降負荷、降參數(shù)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(shù)協(xié)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(shù)，避免再次發(fā)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(fā)工作。