垃圾电站锅炉外连接管爆管事故分析

垃圾电站锅炉外连接管爆

管事故分析

Revised by Hanlin on 10 January 2021

垃圾电站锅炉外连接管爆管事故分析摘要：本文从全方面对一起十分罕见的垃圾电站锅炉外连接管爆管事故的原因调查进行了细致的分析，并由此从垃圾电站的安全环保设计、合理运行角度控制垃圾焚烧炉的稳定燃烧以及对垃圾电站锅炉的检验三个方面提出了确保垃圾电站锅炉安全运行的改进建议。

关键词：垃圾电站爆管事故教训思考

Abstract:Basedontheinvestigationonthecausesofarareaccidentofthe externaljunctionpipecrackingoftheboilerinagarbageincinerationpo werplant,thisarticlegivesadetailedanalysisandprovidessuggestion sonthesafeoperationofboilerofgarbageincinerationpowerplantfromt hreeaspects:safeandenvironmentaldesignofgarbageincinerationpowe rplant,controlofstableincinerationthroughreasonabledesignofangl eandtestingtotheboilerofgarbageincinerationpowerplant.

Keywords:GarbageIncinerationPowerPlant;CrackofExternalPipe;Less on;Analysis

一、事故简介

2007年5月22日傍晚19时30分左右，一声巨响后，杭州市某垃圾电站发生连接管爆破事故，所幸未造成人员伤亡。锅炉炉顶低温过热器和减温器左数第三根材质为20(GB3087)的Φ89×4mm的连接管爆管（共有六根）。事故发生时，锅炉蒸气压力为3.5Mpa左右，因爆管蒸汽外泄所产生啸叫声十分巨大，前后持续了约四十分钟，造成周边居民一定的恐慌。采取紧急停炉等措施后，该锅炉停止运行等待事故分析。连接管爆破口位于低温过热器端侧（参见图1-1），在爆破力的巨大作用下，减温器侧的短管也被撕裂，连接管被弹至连接管上方挂杆处（参见图1-2）。此次爆管事故的位置与普通电站锅炉各类爆管事故均不同，十分少见，为此本文作者细致地进行了事故勘察和分析。

二、运行垃圾电站锅炉基本情况

发生事故的垃圾电站为2002年6月投入运行的，由国内着名大学热能工程研究所和国内着名锅炉制造厂联合设计的35T/h异重流化床垃圾焚烧锅炉，型号为LJ300-35-3.82/450。锅炉具体主要参数为：日处理垃圾300吨，额定蒸发量35T/h，过热蒸汽压力3.82MPa，过热蒸汽温度450℃，锅炉给水温度150℃,炉膛出口温度892.2℃,床层正常运行温度850～950℃,设计燃料为"垃圾＋煤"。

三、事故调查及分析

3.1、过热器检查

事故锅炉炉采用的为纯对流型过热器，位于炉膛出口和一次分离器后的水平烟道上呈单管圈顺列布置，低温过热器设计烟气进口温度为653℃,出口蒸汽温度为376.9℃。顺烟气流动方向依次为Φ38×4mm的低温和Φ89×4.5mm的高温过热器，第一排低温过热器为15CrMoG，其余低温过热器材质为20(GB3087-82)，高温过热器的材质均为15CrMoG，在两级过热器之间设有面世减温器用以调节汽温。低温过热器至面世减温器共有六根GB3087的Φ89×4mm的连接管。面式减温器为给水冷却并呈螺旋管式排列，减温冷却水循环回送至省煤器进口的混合集箱。

3.2、爆管分析

爆管爆破特称呈粗糙脆性爆破（参见图3-1），破口管壁有明显减薄，连接口经检测略有胀粗。经检查发现破管另一端的氧化铁层上有密集的纵向细裂纹(参见图3-2)，初步判断为在长时超温的基础上突然局部高温受热导致连接管爆破。

对爆破的连接管取样进行金属化学成分分析，分析结果详见表3-1。材质的化学成分符合《低中压锅炉用无缝钢管》（GB3087）的要求。

表3－1爆破连接管取样金属化学成分化验数据

元素名称炭（C）锰（Mn）硅（Si）磷（P）硫（S）

百分比含量%0.220.550.250.0140.0047

在连接口爆破点附近和未起爆点连接管上各取样一片试样送检，金相组织分别为：

起爆点试样：铁素体＋较细块状石墨＋少量碳化物，呈微观严重石墨化（如图3-3所示）

未起爆点试样：铁素体＋较粗块状石墨＋少量碳化物，呈微观严重石墨化

长期高温运行造成石墨化现象的出现，石墨化使析出的碳聚集在一起，呈链状分布在晶粒的边缘，造成了此处的应力集中，强度和塑性显着下降，脆性增加。

3.3、垃圾电站锅炉运行调查

检查事故锅炉一个月以来的运行记录：蒸汽流量为30～35t/h，负荷正常；蒸汽压力3.5～3.7MPa，正常运行；蒸汽温度441℃～452℃，正常范围。锅炉凝渣管前烟气设计温度上限为787℃，低过出口设计烟气温度上限为653℃，高过出口烟气设计温度上限为569℃，实际发现一个月来二次出现烟气温度远远超过设计烟温的情况：一次持续时间长达9个小时，凝渣管前烟气温度为911℃～931℃，超过设计烟温144℃，低过出口烟气温度为639℃～689℃，最高超过设计值36℃，高过出口烟气温度为621℃～642℃，最高超过设计值73℃；另一次持续时间达7个小时，凝渣管前烟气温度最高达950℃，超过设计烟温163℃，低过出口烟气温度为925℃，严重超过设计值272℃，同时高过出口烟气温度为928℃，严重超过设计值359℃。

3.4、事故锅炉内外部检验情况

对事故电站锅炉内部进行检查后发现，低过烟气通道存在严重结焦现象，特别是在爆管侧位置下方的局部范围内，结焦现象十分严重，部分