嚴(yán)鵬飛 張歡園

摘 要：鍋爐是化工企業(yè)中重要的裝置之一，是大型透平機(jī)組的動(dòng)力源，它的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)整個(gè)化工系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用。鍋爐運(yùn)行出現(xiàn)的故障中，爆管的危害性較為嚴(yán)重。結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐多次出現(xiàn)的爆管、修復(fù)，對(duì)循環(huán)流化床鍋爐爆管的原因進(jìn)行探討，并在現(xiàn)場(chǎng)操作和檢修中，針對(duì)避免爆管了提出建議。

關(guān)鍵詞：鍋爐；爆管；蠕變

1 引言

某公司兩臺(tái)HG-130/9.8-LYM循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行概況，磨損嚴(yán)重、頻繁爆管，運(yùn)行周期短的問(wèn)題已成為普遍現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在：爐膛內(nèi)水冷壁磨損嚴(yán)重，二級(jí)過(guò)熱器以及水冷壁爆管，耐磨材料脫落，膨脹節(jié)撕裂等。針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題，查閱資料，研究了同類循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行情況，結(jié)合鍋爐技改和維修，重點(diǎn)對(duì)鍋爐爆管的原因進(jìn)行了探討，找出解決辦法，以延長(zhǎng)運(yùn)行周期，穩(wěn)定生產(chǎn)，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 現(xiàn)場(chǎng)情況

停爐檢查后，發(fā)現(xiàn)二級(jí)過(guò)熱器東二屏距澆筑料上部1米處第七根管道、東側(cè)第一屏相同位置均有管屏發(fā)生爆管，東側(cè)二屏有一根管道發(fā)生爆管，東一屏兩根爆管，從減薄的情況看，東一屏爆管處周圍均有不同程度的減薄，東二屏爆管處從斷口看，該管道未發(fā)生明顯的減薄現(xiàn)象，也就是說(shuō)，東二屏爆管是此次事故的直接原因，東二屏爆管后，沖刷東一屏，致使東一屏局部減薄爆管，泄漏量加大，鍋爐給水流量大大低于蒸汽流量，鍋爐被迫停爐。

3 現(xiàn)場(chǎng)分析

二級(jí)過(guò)熱器管屏材質(zhì)為12Cr1MoVG 規(guī)格?42×5的無(wú)縫鋼管。從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量看，發(fā)現(xiàn)東二屏管道為Φ48×4.8，其周圍管道測(cè)量數(shù)據(jù)為：Φ44、Φ45、Φ46、Φ48、Φ49等，厚度在4.4、4.5、4.6、4.7之間較多，4.7～5.0較少。從現(xiàn)場(chǎng)情況分析，管材由Φ42蠕變到Φ48，但管壁沒(méi)有明顯減薄，爆管處呈厚唇狀，這是高溫蠕變的特性，說(shuō)明二級(jí)過(guò)熱器管屏東二屏大部分已發(fā)生嚴(yán)重的金屬蠕變。

同時(shí)，對(duì)該管屏取樣進(jìn)行了金相分析，金屬組織發(fā)生完全球化。按照DL/T438-2009《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》8.7“合金鋼管外徑蠕變變形大于2.5%時(shí)應(yīng)及時(shí)更換的規(guī)定”，為確保鍋爐系統(tǒng)的安全運(yùn)行，采取降負(fù)荷運(yùn)行的措施，考慮適當(dāng)時(shí)機(jī)更換管屏。

4 原因分析

造成鍋爐爆管的主要原因是水冷壁和二級(jí)過(guò)熱器的高溫腐蝕和磨損，高溫腐蝕和磨損的機(jī)理很復(fù)雜。簡(jiǎn)言之，主要與下列因素有關(guān)：爐膛煙火溫度、燃煤的含硫量和煙氣與灰分顆粒的沖蝕。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，分析認(rèn)為經(jīng)常爆管的原因主要是爐膛煙火溫度過(guò)高，主要表現(xiàn)在：

4.1 鍋爐長(zhǎng)期單系統(tǒng)運(yùn)行的影響

由于汽機(jī)在系統(tǒng)開(kāi)車初期運(yùn)行負(fù)荷較低，未并入系統(tǒng)運(yùn)行，不能進(jìn)行抽汽，鍋爐給水未經(jīng)高壓加熱器加熱，鍋爐上水溫度比設(shè)計(jì)溫度低50℃左右，運(yùn)行中為了提高主蒸汽溫度，保證后系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)行人員自然會(huì)努力在燃燒上采取措施，強(qiáng)化爐內(nèi)燃燒，于是就提高了爐膛內(nèi)的燃燒溫度（火焰中心），造成爐膛出口煙溫升高，管屏受到的熱輻射增強(qiáng)，使管壁溫度升高，是造成過(guò)熱器超溫的原因之一。

4.2 給煤系統(tǒng)運(yùn)行不對(duì)稱的影響

在爐膛前兩給煤系統(tǒng)中間新上第三臺(tái)給煤機(jī)后，在正常切換給煤機(jī)時(shí)，往往出現(xiàn)不對(duì)稱運(yùn)行給煤機(jī)，不同程度的出現(xiàn)火焰偏斜及跑邊現(xiàn)象；同時(shí)在操作中對(duì)爐內(nèi)、外二次風(fēng)的火焰調(diào)整不好，也是造成過(guò)熱器超溫的原因之一。

5 措施

針對(duì)上述分析，在操作中避免長(zhǎng)期單系統(tǒng)運(yùn)行和對(duì)稱給煤時(shí)，主要在鍋爐停運(yùn)冷卻、點(diǎn)火啟動(dòng)和水壓試驗(yàn)過(guò)程中，規(guī)范操作：

①鍋爐水壓試驗(yàn)后放水時(shí)，利用虹吸法放盡余水，就是降壓放水時(shí)只打開(kāi)鍋爐過(guò)熱器出口聯(lián)箱上的空氣門，由鍋爐水冷壁下聯(lián)箱的定期排污閥進(jìn)行放水，放光過(guò)熱器管束中的積水。

②鍋爐啟動(dòng)初期，調(diào)整好燃燒，盡量在機(jī)組并網(wǎng)前不投減溫水，如因鍋爐主蒸汽溫度高，需投減溫水時(shí)，可投一級(jí)減溫水，盡量不投二級(jí)減溫水，防止高溫過(guò)熱器入口聯(lián)箱二級(jí)減溫器出口處的過(guò)熱器管束發(fā)生水塞。

③鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中要防止升溫升壓速度過(guò)快。投煤的時(shí)間不可過(guò)早、投煤量不可突然增大，加燃料量時(shí)不可一次增加過(guò)多，防止燃燒突然加劇，以防過(guò)早的大量使用減溫水。

④鍋爐啟動(dòng)初期，可利用突然開(kāi)大排氣門或突然將Ⅰ-Ⅱ級(jí)旁路閥門開(kāi)大的方法，使過(guò)熱器管內(nèi)蒸汽流速突然增加，造成對(duì)流過(guò)熱器進(jìn)、出口聯(lián)箱內(nèi)壓差瞬間增大，排除水塞。

⑤鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)初期，爐膛熱負(fù)荷要盡量分布均勻，避免煙溫差過(guò)大，引起部分管束超溫。

⑥控制好燃料量，發(fā)現(xiàn)壁溫高時(shí)要及時(shí)采取措施，如削弱燃燒、開(kāi)大旁路、開(kāi)大向空排汽門、調(diào)整兩側(cè)的煙溫差等。

6 結(jié)論

①本次鍋爐爆管是由于過(guò)熱器長(zhǎng)期超溫，部分管屏發(fā)生金屬高溫蠕變發(fā)生爆管的一次事故。

②通過(guò)對(duì)本鍋爐水冷壁爆管宏觀斷裂特征和微觀組織的觀測(cè) ，對(duì)水冷壁爆管及彎曲的原因進(jìn)行了綜合性的分析，查明了爆管原因，提出了相應(yīng)的合理化建議。

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