浅谈电厂锅炉爆管原因分析与防范

浅谈电厂锅炉爆管原因分析与防范
摘要：在所有的火电机组中，锅炉发生的故障占70%左右，其中52%的故障是由因锅炉
泄漏引起的。

根据火力发电厂在生产过程中出现的爆管事故，从生产实际出发，对发生爆管
事故的原因作了较为详尽的剖析，并对如何防止爆管事故发生进行了探讨。

关键词：锅炉；爆管；原因分析；防范措施
1锅炉爆管的成因
1.1磨耗后的爆管
在电厂中，由于受热表面存在着飞灰与机械磨耗，严重威胁着机组的正常使用。

结果表明，在加热面上，由于飞灰摩擦而导致的管道爆管具有显著的宏观特性，即管道表面变薄、
表面平滑。

当锅炉在生产过程中出现较大的漏气现象时，若不能及时察觉到两边烟气温度的
变化，则若不能立即进行停炉处理，将导致漏气面积扩大，并危及其它加热表面的安全性，
因此，对锅炉的设计和生产具有重要意义。

2008年，火力发电厂4#锅炉的冷凝器 B端由于
粉体磨损引起的管道爆管。

其主要因素是结构因素，设计、安装和维护等方面存在缺陷。

通
过对省煤器侧排管道与炉壁、省煤器弯管与炉壁以及再热器与左右壁之间的烟道进行分析，
得出了一条烟道。

在该地区，因其气流阻力较低，使得其局部速度可达到一般速度的2倍以上，从而导致了管道在该地区的磨蚀。

1.2腐蚀爆管
锅炉受热表面的侵蚀，有管道外部的侵蚀，也有管道内部因水质不良而产生的化学侵蚀。

如果腐蚀程度较大，甚至会引起管道的腐蚀爆管。

在水冷壁区，主要出现了较高的温度腐蚀。

然而，在大负荷的情况下，过热再热器的管壁温度很高，特别是在左、右侧烟气温度差异很
大的情况下，会造成很大的腐蚀。

在正常的工作条件下，不会出现管道的锈蚀和积灰现象。

优质的进料水含有微量的杂质，经炉水加工后形成残渣或浆状物，溶于水随污水排放。

1.3高温爆管
由于蒸汽侧传热性能不佳，导致了过热问题的发生。

加热表面过热时，钢管的金属表面
温度超出容许范围，钢管的微观结构改变，许用应力下降，钢管在加压作用下出现塑性变形，显著降低其服役寿命，最终引发“超温爆管”。

所以，必须对蒸气温度的最高值进行严格的
控制。

过热可以分为两种类型：一种是长期过热，另一种是短期过热，长期过热是指管壁温
度持续在设计温度之上，但却比材料的下临界温度更低，这种情况会持续很长一段时间。

这
种情况会让锅炉管子产生碳化物球化，管壁氧化减薄，从而造成耐久性的降低，同时还会加
速蠕变，使管径均匀地膨胀，最终在管道的最薄弱部位造成脆裂爆管现象。

高温过热器外环
及再热器的向火表面是导致长时间超温爆炸的重要原因。

在低温过热器和低温再热器中，由
于过热器和再热器的导热表面存在着较长时间的超温，导致管道爆炸。

经过长时间的高温爆震，爆震管的爆管形态，呈现出一种典型的蠕变破坏特点，即爆震口粗糙，边缘为不规则的
钝边，爆震点附近的管壁没有明显的减薄性破坏。

短程过热是指当管道的壁面温度高于其下
临界点时，管道的强度将显著降低，从而引起管道的膨胀和爆管。

短时过热通常出现在加热
表面与火焰和加热表面的管道上。

在爆炸过程中，管道的爆口发生了较大的塑性形变，管道
的直径增大，管道的厚度减小，管道的厚度增加，管道的厚度增加，管道的厚度减小，呈现
出锯齿形；通常是大的爆口角，呈牛角形；爆口具明显的薄嘴唇状爆炸特征，在显微上可见
一个凹陷；在爆孔附近，管材的材质强度明显提高；爆口内外壁氧化膜的厚薄与爆炸前短时
超温的大小有关，随着时间的推移，氧化膜的厚薄也随之增加。

当炉膛高度设计偏低，火焰
中心偏后，受热面偏大，受热面选材裕度不够或错用材料，动力工况差，蒸汽质量流速偏低，受热面结构不合理等因素，都会导致受热面超温或有较大的热偏差及局部超温。

在生产、安
装和检修过程中，由于管道中杂质的阻塞，使管道中的工作液流动不畅，甚至发生断路和短路，从而引起加热表面的温度过高。

在实际操作过程中，假如存在燃烧控制不当、火焰后移、炉膛出口烟温高或炉内热负荷偏差大的问题，燃烧不彻底导致烟道二次燃烧，减热水投停不当、管内结垢等问题，也会导致受热面过热。

防止锅炉超温的重要方法是：强化机组的调节
与监控，严格控制锅炉的壁面超温。

1.4焊接质量与拉裂纹
锅炉主体是通过加热表面的焊缝装配而成，而加热表面上的焊缝又多为多个，一个大的
锅炉加热表面上的焊缝多达数万个。

然而，由于受热表面是承载着高温、压力的装置，其焊
缝中存在着大量的裂纹、焊缝不完全、焊缝不完全、咬边、夹渣、气孔等缺陷。

造成焊接缺
陷的因素很多，如结构应力，坡口形状，母材，焊接材料，焊接参数，热处理工艺，焊接人
员的操作技能等。

要确保焊接质量，就应强化对焊工的管理，强化对焊工的检查和评价。

对
锅炉压力容器进行焊接的焊工，必须通过考核并持有相应的证书进行焊接，其实际的焊点、
管种、尺寸应该与合格证上所列的允许进行的焊接内容相符；对合金钢和异种钢的焊接应给
予高度重视，并要抓好准备、焊接、热处理和焊后检验的每一个步骤；要强化对金属的监管，避免错误使用钢铁和焊料，尤其要对相关的焊缝进行彻底的金属检查。

拉裂是指在锅炉多次
启停后，管子—管子、管子—密封件、管子—刚性梁连接等构件因不同步的热胀冷缩和位移，且没有充分的补偿能力而导致的管子开裂。

2防止锅炉管道爆管的方法
2.1强化大修管理，制订预防磨损方案
要增强对四项工作的重视，强化监管，在大、小修工作中，应充分利用四根管子的大、
小修，对其进行全面的全面检测，并遵循“逢停必检”的方针，从而了解四根管子在长时间
使用过程中的变化情况，及时找出并排除可能出现的问题。

对高温腐蚀，磨损，胀粗，鼓包，应力集中等现象，要注意，要注意，要注意，要注意。

强化对金属的监管，并对其进行了化
学分析，对热负荷较集中的部分实施了割管检查，并对其进行了化学分析，对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位展开了测厚，对过热器、再热器等容易超温的部位展开了金相分析。

采用金相检测方法，对用过热器和再热器的管道进行了改进，并对用过热器和再热器的管道
进行了改进。

强化对四根管子配件的检验，比如耐磨瓦，管排卡口，管排清理等，防止烟道
形成。

对大修焊缝进行 NE检测，确保焊缝的质量。

2.2强化操作与水温监管
操作员应严格按照规范进行作业，提高或降低负载。

每天严密监测四根管子的报警状况，防止四根管子在受热面上出现超温现象，并加大对管子表面的监控，尽量降低管子表面超温。

燃料专业要强化对入炉煤的快速分析预测工作，为操作人员进行精心操作、勤调整提供基础，帮助操作人员及时调整一、二次风，对风粉量和过量空气量进行适当的调整，让煤粉在炉子
中得到更好的燃烧。

要确保磨机机组处于最优的工作条件下，同时要对煤的粉粒度进行严格
的控制，以降低装置的损耗。

要对燃烧进行仔细的调节，要保证火焰中心不倾斜，要对各个
部分的参数进行严格的控制，不能出现超限的情况，还要对受热面的吹灰进行强化，以避免
出现局部结焦超温。

强化对炉水的监管，确保质量达标等等。

2.3对锅炉内小直径管线的预防与控制
对于炉外的小直径管，例如：锅炉排污管、底部加热管、取样管，仪器管等，由于管壁
腐蚀、管材本身缺陷以及焊接质量而导致的泄漏，一是对管材进行了更新，并对焊接质量进
行了严格的控制，将汽包加药管、再热器流量、主汽流量表管的材料从20 G改为1Cr19Ni9，将水冷壁下联箱底部加热和排污管从20 G改为0Cr18Ni9Ti。

管道改造后，炉子外面的小直
径管道对管壁的侵蚀得到了很好的解决；二是通过注胶和扭缝等方式对裂缝进行加压封堵。

有压力的堵塞，可以快速的清除漏点，通常情况下，1个小时之内就可以将漏点完全堵住，
一些特殊的或者规格较大的，几个小时就可以解决。

该技术具有节能、防污染、不损坏原有
设施、便于后期维修等优点。

3结语
预防锅炉爆管是一件综合性的工作，应加强监测、管理和检查，并从运行、检修和技术
改进等方面进行全面的考量。

火力发电厂高度关注炉内爆管的防治，建立了炉内防磨防爆队伍，针对机组在运行及检修过程中出现的问题，进行了专项研究，提前做好防范措施，修改
完善了《防磨防爆管理办法》，制订了具体的目标和技术措施，并将各方面的责任都落实到
了每个人的身上。

操作人员应针对煤炭质量的改变，适时调节燃烧量，掌握合适的风量，严
格管壁超温，加强对设备的监控，加强对化工设备的监控。

大修工加强大修品质与金工监管。

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