大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
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过热是受热面运行温度超过了该金属的许用温度，其显微组织发生了变化，出现珠 光体球化、石墨化及热脆性等，大大地降低了金属的许用应力。这时受热面管在内 压力作用下产生的应力就有可能大于金属的许用应力。在长期高温高压的条件下产 生塑性变形和蠕变，最后导致爆管。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
二、磨损
爆管类型及特点
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
四管爆漏原因及机理分析
引起四管爆漏的原因很多，包括设计、制造、安装、检修、运行及煤种等多 方面，某一四管爆漏故障往往非单一因素所致，而是多种因素同时存在并交互作 用的结果。根据全国大机线锅炉四管爆漏事故的统计，磨损、焊缝、过热、腐蚀、 拉裂等是引起锅炉四管爆漏的主要原因。
通过故障事故的分析，引起锅炉四管爆漏可归纳如下几方面原因： 超温过热：短期过热；长期超温。 磨损：管内工质磨损；炉内飞灰、吹灰磨损。 腐蚀：管内壁腐蚀；烟气侧腐蚀；应力腐蚀。 疲劳：振动疲劳；热疲劳；腐蚀疲劳。 质量缺陷：焊接缺陷；材料缺陷。 异种钢焊接及机械损伤。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
(二) 超温过热的主要原因
1. 热偏差的影响：气粉分配不均匀、炉膛火焰中心偏移，造成炉膛出口的烟气温度偏 差较大；受水冷壁吸热影响，使炉膛出口处中间烟气温度高于两侧，造成局部受热面 的热负荷过高。
2. 蒸汽质量流速设计偏低和流量分配不均wk.baidu.com。
3. 管内严重结垢或被异物（金属碎片、焊渣、泥砂等）阻塞而使蒸汽流量减少或停滞。 完全堵塞会造成短时超温破坏，部分阻塞或流通不畅，经一段时间运行会造成长期超 温蠕变损坏。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
区分了以上3类爆管的特点，就可以采用不同的处理方案 第1类爆管数量上一般占总爆漏次数的50%以上。对于此类爆管，针对 爆漏失效机理可采取相应的预防、控制措施。 第2类爆管问题可以通过加强质量管理，抓好从管材采购到制造、安装 各环节的检查和检验工作得到控制。 第3类爆管的发生虽然呈现一定的随意性，但是通过加强设备技术管 理工作也可以降低其发生的机率。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
1.1 国内“四管爆漏”的情况
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
1.2 “四管爆漏”的形状
（1）水冷壁爆管
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
炉水水质恶化， 水冷壁内壁沉积结垢，造成垢下腐蚀导致爆管。
高温腐蚀引起的水冷壁爆管（SO2腐蚀）
水冷壁氢腐蚀爆管的宏观形貌
历史数据的分析，发现绝大部分爆漏问题可以划归在3类型式中。 （1）慢性、累积型爆管：包括由蠕变、疲劳、腐蚀和磨损等引起的炉管爆 漏。这类问题一般与运行时间相关，随着机组运行累计时间的延长和设备 的老化，这类问题呈现上升的趋势。 （2）先天缺陷引起的爆管：这往往由于制造、安装或检修等环节的质量控 制问题引起，如焊接缺陷、缺陷部位的寿命因缺陷程度的大小变化很大。 这类炉管爆漏随时间的推移呈逐渐下降的趋势。 （3）快速、随意型爆管：这类爆管往往是由于运行中的短期异常问题引起， 比如运行中的汽水回路流量中断、吹灰器异常吹损等。与前面两类不同， 这类炉管爆漏问题一般是由短期因素作用引起，它的发生机率和机组的运 行时间无关。
从我国近年来大型电站机组设备事故统计数据看，锅炉设备事故中 “四管”爆漏的事故所占比例较大，在所发生的非计划停运事故中，有近 一半是锅炉“四管”爆漏造成的。
锅炉“四管”爆漏对机组可用率的影响，NERC（北美电力可靠性委员 会）的统计分析表明，每减少1%的可用率意味着3000~7000万美元的经济损 失。因此，如何更加有效地开展锅炉“四管”爆漏防治工作，提高设备的 可用率，进而提高企业经济效益是一个具有现实意义的课题。
4. 煤质的影响：实际燃煤发热量低于锅炉设计用煤时，要满足锅炉的设计出力，须增 加燃煤量，而制粉细度受到设计出力的限制，粗煤粉颗粒影响炉内的着火和燃烧，使 火焰中心上移，炉膛出口烟温升高。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
5. 三次风量大及锅炉漏风的影响：炉底除渣门经常开启，炉底漏风量加大以及三次风 量大均造成火焰中心上移，使过热器管壁温度升高。 6. 高压加热器投入率低，给水温度低于设计值，为维持锅炉的设计出力，势必要加大 锅炉的进煤量，这样会引起过热汽温上升，造成过热器管壁超温。 7. 设计制造方面的原因：设备制造缺陷或材料成份偏析而导致受热面局部超温。 8. 运行因素：减温器投入不当，造成部分管段过热；升炉时炉火、汽温控制不严，使 低温过热器超温；锅炉启、停，锅炉负荷过低、负荷变化过快、甩负荷、旁路投入不 及时等，使再热器过热烧损。 9.过热器管内表面的氧化垢或其它化学沉积物，使传热效果下降，造成管壁金属过热， 性能降低。 10由于上游管子损坏而使冷却工质中断，造成下游管子得不到足够的冷却。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
（2）过热器
过热器弯头爆漏
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
过热器爆管
（3）再热器
低再爆管
再热器管爆管
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
（4）省煤器
省煤器泄漏 省煤器泄漏炉水吹损坏的其它省煤器管
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
2. 四管爆漏原因及机理分析
2.1 数据的分析和归类 尽管锅炉“四管”爆漏的机理复杂，目前已知的有20余种，但是基于对
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
1. 概述 锅炉承压部件的爆漏占主要有“四管”爆漏，当然还包括炉内其它一
些管段的泄漏和爆破。 “四管”爆漏是指锅炉水冷壁管、过热器管、再热 器管和省煤器管产生泄漏及爆破。
锅炉的“四管”爆漏是火电厂中常见性、多发性故障，是长期困扰火 电厂安全生产的一大难题，其引发事故率高，通常需停炉处理，故对发供 电和技术经济指标影响很大。
一、超温过热
(一) 类型
1. 短期过热：受热面的工作温度短时超过材料的下临界温度时，材料强度明显下降， 在内压力作用下发生胀管和爆管现象。
2. 长期超温：受热面的工作温度处于设计允许温度以上而低于材料的下临界温度，在 内压力作用和长时间高温高压条件下产生塑性变形和蠕度（局部胀粗），最后导致爆 管。
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二、磨损
爆管类型及特点
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
四管爆漏原因及机理分析
引起四管爆漏的原因很多，包括设计、制造、安装、检修、运行及煤种等多 方面，某一四管爆漏故障往往非单一因素所致，而是多种因素同时存在并交互作 用的结果。根据全国大机线锅炉四管爆漏事故的统计，磨损、焊缝、过热、腐蚀、 拉裂等是引起锅炉四管爆漏的主要原因。
通过故障事故的分析，引起锅炉四管爆漏可归纳如下几方面原因： 超温过热：短期过热；长期超温。 磨损：管内工质磨损；炉内飞灰、吹灰磨损。 腐蚀：管内壁腐蚀；烟气侧腐蚀；应力腐蚀。 疲劳：振动疲劳；热疲劳；腐蚀疲劳。 质量缺陷：焊接缺陷；材料缺陷。 异种钢焊接及机械损伤。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
(二) 超温过热的主要原因
1. 热偏差的影响：气粉分配不均匀、炉膛火焰中心偏移，造成炉膛出口的烟气温度偏 差较大；受水冷壁吸热影响，使炉膛出口处中间烟气温度高于两侧，造成局部受热面 的热负荷过高。
2. 蒸汽质量流速设计偏低和流量分配不均wk.baidu.com。
3. 管内严重结垢或被异物（金属碎片、焊渣、泥砂等）阻塞而使蒸汽流量减少或停滞。 完全堵塞会造成短时超温破坏，部分阻塞或流通不畅，经一段时间运行会造成长期超 温蠕变损坏。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
区分了以上3类爆管的特点，就可以采用不同的处理方案 第1类爆管数量上一般占总爆漏次数的50%以上。对于此类爆管，针对 爆漏失效机理可采取相应的预防、控制措施。 第2类爆管问题可以通过加强质量管理，抓好从管材采购到制造、安装 各环节的检查和检验工作得到控制。 第3类爆管的发生虽然呈现一定的随意性，但是通过加强设备技术管 理工作也可以降低其发生的机率。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
1.1 国内“四管爆漏”的情况
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
1.2 “四管爆漏”的形状
（1）水冷壁爆管
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
炉水水质恶化， 水冷壁内壁沉积结垢，造成垢下腐蚀导致爆管。
高温腐蚀引起的水冷壁爆管（SO2腐蚀）
水冷壁氢腐蚀爆管的宏观形貌
历史数据的分析，发现绝大部分爆漏问题可以划归在3类型式中。 （1）慢性、累积型爆管：包括由蠕变、疲劳、腐蚀和磨损等引起的炉管爆 漏。这类问题一般与运行时间相关，随着机组运行累计时间的延长和设备 的老化，这类问题呈现上升的趋势。 （2）先天缺陷引起的爆管：这往往由于制造、安装或检修等环节的质量控 制问题引起，如焊接缺陷、缺陷部位的寿命因缺陷程度的大小变化很大。 这类炉管爆漏随时间的推移呈逐渐下降的趋势。 （3）快速、随意型爆管：这类爆管往往是由于运行中的短期异常问题引起， 比如运行中的汽水回路流量中断、吹灰器异常吹损等。与前面两类不同， 这类炉管爆漏问题一般是由短期因素作用引起，它的发生机率和机组的运 行时间无关。
从我国近年来大型电站机组设备事故统计数据看，锅炉设备事故中 “四管”爆漏的事故所占比例较大，在所发生的非计划停运事故中，有近 一半是锅炉“四管”爆漏造成的。
锅炉“四管”爆漏对机组可用率的影响，NERC（北美电力可靠性委员 会）的统计分析表明，每减少1%的可用率意味着3000~7000万美元的经济损 失。因此，如何更加有效地开展锅炉“四管”爆漏防治工作，提高设备的 可用率，进而提高企业经济效益是一个具有现实意义的课题。
4. 煤质的影响：实际燃煤发热量低于锅炉设计用煤时，要满足锅炉的设计出力，须增 加燃煤量，而制粉细度受到设计出力的限制，粗煤粉颗粒影响炉内的着火和燃烧，使 火焰中心上移，炉膛出口烟温升高。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
5. 三次风量大及锅炉漏风的影响：炉底除渣门经常开启，炉底漏风量加大以及三次风 量大均造成火焰中心上移，使过热器管壁温度升高。 6. 高压加热器投入率低，给水温度低于设计值，为维持锅炉的设计出力，势必要加大 锅炉的进煤量，这样会引起过热汽温上升，造成过热器管壁超温。 7. 设计制造方面的原因：设备制造缺陷或材料成份偏析而导致受热面局部超温。 8. 运行因素：减温器投入不当，造成部分管段过热；升炉时炉火、汽温控制不严，使 低温过热器超温；锅炉启、停，锅炉负荷过低、负荷变化过快、甩负荷、旁路投入不 及时等，使再热器过热烧损。 9.过热器管内表面的氧化垢或其它化学沉积物，使传热效果下降，造成管壁金属过热， 性能降低。 10由于上游管子损坏而使冷却工质中断，造成下游管子得不到足够的冷却。
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
（2）过热器
过热器弯头爆漏
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
过热器爆管
（3）再热器
低再爆管
再热器管爆管
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（4）省煤器
省煤器泄漏 省煤器泄漏炉水吹损坏的其它省煤器管
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2. 四管爆漏原因及机理分析
2.1 数据的分析和归类 尽管锅炉“四管”爆漏的机理复杂，目前已知的有20余种，但是基于对
大容量锅炉承压部件爆漏事故分析
1. 概述 锅炉承压部件的爆漏占主要有“四管”爆漏，当然还包括炉内其它一
些管段的泄漏和爆破。 “四管”爆漏是指锅炉水冷壁管、过热器管、再热 器管和省煤器管产生泄漏及爆破。
锅炉的“四管”爆漏是火电厂中常见性、多发性故障，是长期困扰火 电厂安全生产的一大难题，其引发事故率高，通常需停炉处理，故对发供 电和技术经济指标影响很大。
一、超温过热
(一) 类型
1. 短期过热：受热面的工作温度短时超过材料的下临界温度时，材料强度明显下降， 在内压力作用下发生胀管和爆管现象。
2. 长期超温：受热面的工作温度处于设计允许温度以上而低于材料的下临界温度，在 内压力作用和长时间高温高压条件下产生塑性变形和蠕度（局部胀粗），最后导致爆 管。