浅述锅炉爆管事故的原因及预防

张烈玉

摘  要：随着我国工业建设的迅猛发展，各种类型的大容量锅炉不断涌现，锅炉的结构及运行更加趋于复杂。不可避免地导致并联各管内流量与吸热量发生差异。当工作在恶劣条件下的承压受热部件的工作条件与设计工况偏离时，就易引发锅炉爆管，从而造成事故。

关键词：锅炉;爆管;事故原因;预防

中图分类号：TU832     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）26-0168-02

1  产生爆管的主要原因

①管内积盐、管壁腐蚀：锅水品质不合格、饱和水蒸汽带水，造成过热管内积盐，导致管壁过热而爆管;給水含氧量高;給水含氧量高，或水流速低，经常会引起省煤器内壁点状腐蚀而爆管;高温腐蚀是引起过热器、水冷壁管爆管的原因之一。

②缺水或升火、停炉操作程序不当，使管子的加热或冷却不均匀，产生较大的热应力。

③运行过程中，汽压、汽温超限（偏离设计的运行条件），火热偏差过大，使管子蠕胀速度加快，致使管子爆裂。

④负荷变动大，引起锅内压力突变，使水循环不正常（缓慢、停滞），使管子过热或出现交变应力而疲劳破裂。

⑤运行调节不当，如火焰偏斜、局部结渣、炉排风室烧损、煤层厚度及变速箱调整不当、鼓引风不匹配或调整不协调等，都会导致局部管子过热。

⑥制造、安装、检修质量不良。如管材质量不良或管材钢号用错;管子的焊口质量不合格;弯头处壁厚减薄严重;管子内部有异物致使管子截面积变小或都塞;检修时对已蠕胀超限的管子漏检，已经磨损减薄的管子没发现。

⑦飞灰磨损是导致省煤器爆管的主要原因。燃烧器出口气流偏斜，出现“飞边”、 “贴壁”现象，使水冷壁管磨损，是引起水冷壁管爆管的原因之一。

2  几种典型爆管事故的原因及预防

缺水（超温）造成的爆管：蒸汽锅炉是不允许缺水的，锅炉上装有水位计、水位报警器、自动給水装置等是为了保护锅炉运行时的正常水位的。造成锅炉缺水的主要原因有：

①司炉人员疏忽大意，对水位监视不够，调整不及时或操作水平低等;

②水位是假水位，蒸汽流量表或给水流量表指示不正确导致操作人员做出错误的判断;

③锅炉给水自动调节阀失灵给水压力降低，汽水压力减小;

④受热面烧损以后发生严重泄漏而大量缺水，如水冷壁管或烟管损坏或保管等，都会引起缺水爆管事故;

⑤排污不当或短管泄漏，都会引起缺水爆管事故;

⑥锅炉水位表的汽水连管堵塞都是造成缺水爆管的原因之一。

锅炉由于缺水，炉管的局部或大部分得不到水的冷却，致使管子温度迅速升高，机械强度很快降低，由于管子承压产生的应力超过了材料的屈服极限，导致管子变形、鼓包、爆管。

锅炉运行过程中必须保持正常水位。当水位低于低于安全水位标识线以下时，称为缺水事故，缺水事故又分严重缺水事故、一般缺水事故两种。按照新的标准要求：低于水位表最低可见边缘即为严重缺水，应该立即停炉（不必叫水）。在安全水位标识线与最低可见边缘之间的称为一般的缺水。

为了避免缺水事故，应：

①经常注意监视水位，定期冲洗水位表，校正水位表的指示;

②严格控制、调节给水流量表，使之与蒸发量相适应;

③正确执行排污规定;

④加强日常维护，定期检修锅炉，提高操作人员的判断能力、操作水平和处理事故的实际能力，消除事故隐患，加强操作人员的工作责任心，严格遵守操作规程。

3  水质不良造成的爆管

水质不良造成爆管有以下三种。

3.1  水质硬度高造成管内结垢损坏炉管

由于水质硬度高，锅炉金属的内表面很快就结上一层坚硬的水垢，水垢越结越厚，直至把管子堵死，这种现象多出现在高温区，因为管子内结垢，管壁得不到水的冷却，管子产生蠕变（低碳钢管一般超过450 ℃就开始产生蠕变），就会产生变形、鼓包直至爆管。

3.2  氧腐蚀使炉管强度大大降低直至爆管

由于中、低压锅炉一般都没有除氧设备，给水中的溶解氧往往很高，炉水受热后，溶解氧便在水中释放出来，进而腐蚀锅炉金属。影响氧腐蚀的主要因素有：

①炉水中的含氧量;

②炉水的温度;

③炉水的流速;

④负荷的大小。

炉水的含氧量越高腐蚀就快;炉水的温度越高腐蚀就快;炉水的流速越快腐蚀的就快;锅炉的负荷越大腐蚀的就快;

3.3  溶解盐腐蚀损坏管子使其强度降低直至爆管

锅炉给水中的含盐量大小是不同的，特别是存在氯化钙和氯化镁含量的給水，这种高含盐水进入锅炉，在锅炉内成为很好的电解质，在进水附近的对流管束，尤其是烟气温度较高的对流管束处，电化学腐蚀以很快的速度进行，这样管子很快就烂透。

以上三种爆管的预防措施：

①加强操作人员的责任心，做好锅炉给水的处理工作;

②严格检查、化验锅炉给水的各项指标，达到规定要求;

③严格控制饱和蒸汽的含盐量;

④提高汽水分离器的分离效率和检修质量，保证给水装置严密性，锅炉运行中严防水位过高、超负荷、超温运行。

4  水循环不正常造成管子爆管

4.1  水循环不正常造成爆管的原因

①设计结构不合理，下降管、上升管分布和分配偏差太大而导致水循环不良，造成个别管路水流速低，甚至造成停滞、倒流现象，而使管子局部汽化，致使管壁长期过热而引起变形、鼓包直至爆管。

②由于炉内各循环管路的阻力不均匀，阻力大的管路水流量、水流速较低，会使局部汽化而过烧，发生爆管;

③热负荷过高或过低均有可能发生爆管;

④其他原因，如：因异物堵塞等也会造成爆管。

4.2  预防水循环不正常防止爆管的措施

①在设计、选购方面要看好结构合理性，是锅炉整体有一个良好的水循环系统;

②管道布置要合理，尽量减少流动阻力的偏差;

③尽量减少热负荷偏差和流量偏差;

④上升管与水平面的倾角不得小于15 °，上升管最好直接引入上锅筒，且最好引至上锅筒水空间;

⑤下降管应连接在锅筒水位最低位置与连接在水空间的上升管保持足够的距离;

⑥下降管应直立布置，减少转弯;

⑦下降管不受热或有可靠的绝热措施;

⑧在下联箱上，上升管、下降管、排污管管口应互相错开布置;

⑨尽量避免锅炉超负荷运行。

5  在制造、运行中因管材损伤造成爆管的原因及   预防

5.1  在制造、运行中因管材损伤造成爆管的原因

在制造中因弯管机有缺陷，将管子弯头外弧面拉伤形成纵向裂纹或因弯曲半径过小引起弯头外弧面裂纹，也有因弯管而导致弯头外侧壁减薄太多，内侧产生折皱;制造过程中受热面管子受机械挤压或切割削损伤;由于烟速设计不当造成受热面局部磨损等引起锅炉管子的局部强度降低致使锅炉管子破裂或爆管。

5.2  在制造、运行中因管材损伤造成爆管的预防

在锅炉制造过程中应对弯管进行通球试验，对焊接连接管处进行无损探伤，对整根焊接管子及修理后的锅炉本体进行水压试验。在运行应按照锅炉运行、检验、检修规程对锅炉定期检查和检验，发现问题及时处理以防止事故的扩大。

6  锅炉管原材料质量缺陷造成爆管的原因及预防

6.1  锅炉管原材料质量缺陷造成爆管的原因

管材的化学成分、机械不能满足设计要求;有严重的局部腐蚀;在扎制过程中出现夹层、偏心和化学成分偏析等缺陷;有气孔、砂眼、裂纹、折皱等缺陷。

6.2  锅炉管原材料质量缺陷造成的爆管事故预防

首先锅炉制造厂在选购管材时必须按照《锅炉安全技术监察规程》的要求，进行购买，原材料必须附有相关的材质证明书。加强对新进管材的复检工作，检后并附上相关的材质证明，尤其在焊接前管接头的清理中，要仔细检查有无裂纹等缺陷。

7  定期排污操作不当造成锅炉爆管的原因及预防

7.1  定期排污操作不当造成锅炉爆管的原因

高负荷的情况下排污;排污时间长。

7.2  定期排污操作不当造成锅炉爆管的预防

不要再高负荷的情况下排污;排污时间不能过长，排污时间一般不超过30 s。

8  运行期间造成的爆管原因及预防

8.1  运行期间造成的爆管原因

①缺水;②负荷变换大;③操作不当;④停炉起炉过于频繁;⑤运行期间辅机不协调;⑥风量分配室烧穿;⑦超温、超压;⑧水质不良。

8.2  运行期间造成的爆管的预防

上面已谈，略。

9  结  语

综上所述，锅炉是特种设备之一，尤其在北方的冬季热水锅炉是我们日常生活中所离不开的，所以，我们要加强对锅炉的管理、了解，使其更好地为人类服务。

参考文献：

[1] 牛正，曾雪松，姚朋伟.电厂施工中如何预防锅炉爆管和泄露[J].企业技   术开发（下半月），2015，（1）.

[2] 王刚.电厂施工建设中预防锅炉爆管和泄漏的措施[J].城市建设理论   研究（电子版），2015，（3）.