锅炉爆管及预防措施探究

刘笑然

摘要：随着我国社会经济的发展和工业技术的进步，对锅炉的安全稳定运行的要求越来越高。其运行安全直接关系到企业的安全运行和人民的生命财产安全。然而，在锅炉运行过程中，由于水质控制不到位、管道结垢、运行故障等原因，导致锅炉在运行中经常出现一些问题，例如爆管等。因此，有必要分析锅炉爆炸的原因，采取必要的维护和预防措施来解决锅炉爆炸问题。

关键词：锅炉;爆管;原因;检修预防措施

引言

锅炉运行过程中发生的管壁爆裂称为锅炉爆管。管道事故的原因很多，与结构设计，水冷壁受到火焰和烟气高温辐射的侵蚀，管道长期处于恶劣的外部环境中都有关系。锅炉的安全运行与企业的安全生产密切相关。锅炉作为压力容器，在运行中存在一定的风险，尤其是当水质不达标、水循环不良、外部机械损坏、管道质量不达标、给水温度和给水管道位置受到影响时，经常会出现安全事故。尤其是当锅炉出现爆管时，将严重危及安全生产。因此应采取必要的维护措施，以确保锅炉的安全运行。

1、锅炉爆管概述

锅炉运行中水冷壁、过热器、再热器和给煤机由于介质压力和某些化学成分最有可能引起锅炉爆炸。在室外高温环境中，侵蚀磨损与水、火混合的环境是能量传递的集中场所，容易引起失效和泄漏。锅炉一旦发生泄漏，会增加非计划停机损失和检修工作量，有时还会造成事故。当爆管严重时，爆破噪声明显，喷砂后的蒸汽在炉内产生正压[1]。当蒸汽从炉门出来时，烟气压力和温度显著降低，炉膛火焰变暗，给水流量增加。

2、锅炉爆管具体原因分析

2.1管路长期过热爆管

管道多为金属材料，当管道长期过热时，由于蠕变，管道逐渐变形，导致管道爆炸。管道破裂时，一般断面较为粗糙，缺乏平整度，破裂边缘出现钝化，使轴向裂纹更平行于管道破裂。如果长时间过热，温度会加速蠕变，并与内部压力结合。当过热管温度长期高于材料再结晶温度时，管壁变薄，管壁强度不断降低，导致管壁爆炸。

2.2管路短期过热爆管

在管道短时间过热的情况下，金属管道的温度在短时间内迅速上升。在高温条件下，管道金属受到内部介质的压力，造成快速爆炸事故。在这种情况下，开裂的管道存在较大的裂纹，边缘非常锋利，一般形成光滑的断裂面，许多轴向裂纹平行于断裂面。当管道结垢下的腐蚀导致变形和管道爆炸时，主要原因是管道结垢和导热性差导致钢材局部过热，通常断口较小，断口边缘非常锋利[2]。此外，由于锅炉运行中的水冷壁管直接被锅炉内的火焰热辐射，在管道堵塞、水循环不良、严重缺水的情况下，局部管道温度过高。使水冷壁管瞬间爆裂。此时，管道断裂主要为喇叭形，边缘非常尖锐，裂纹管壁较薄。特别是在断裂附近，断裂主要为脆性断裂。

2.3管路磨损爆管

飞灰锅炉的机械磨损是影响锅炉长期安全运行的主要原因。飞灰的磨损机理是含有飞灰颗粒和未完全燃烧的高速烟气通过热表面时，产生的长期磨损。这些颗粒喷在金属管道的热表面上，热表面上的管壁变得越来越薄。而烟气中的飞灰通常较大，冲击力越来越大，导致热表面的磨损速度加快。如果管道在安装、运行和维护过程中未固定，或管卡热变形，管道会振动，管卡会受到冲击和磨损。避免磨损的主要途径使气流均匀，可在耐热管上涂耐热、耐磨保护涂层。

2.4焊接质量和拉裂

锅炉是承受高温高压的设备，在锅炉内部存在大量的焊接接口。焊接缺陷主要有裂纹、未焊透、夹渣、气孔等。在介质的内压作用下，微裂纹尖端产生高应力，焊接熔渣和孔隙逐渐使管道开裂，形成宏观裂纹。确保焊接质量，加强焊接管理，提高焊接工艺质量。加强焊后检查，防止误用钢材和焊接材料。特别是应彻底检查相关焊接接头的质量，是防止锅炉爆管的重要措施。由于锅炉在高压下长期运行，经常会出现应力集中。通过管道爆破后检查发现，相应部位存在焊接缺陷[3]。

2.5锅炉设计制造不科学

一是锅炉本体及结构设计不科学，选材不符合规范要求，如受压元件强度不合格。其次，锅炉设计存在重大缺陷，如锅炉水循环不良引起的过热，发生锅炉爆管事故等。供热锅炉设计制造不合理往往是给排水锅炉运行的重要原因。与低温水系统一样，锅炉系统与储罐连接不当可能导致锅炉管道超压爆管。此外，如果锅炉设计制造中对炉渣、夹层等材料的选择不严格，锅炉水冷壁将接触夹层区域进行腐蚀。这会导致管道应力的增加和爆炸事故的发生。

3、锅炉爆管的检修及预防措施

3.1加强检修管理

锅炉维护、检修技术人员应根据锅炉的实际运行情况，定期对给排水锅炉进行维护和管理，并在具体工作中不断学习。为了尽快控制和消除事故隐患，应当加强检查和维护，及时发现问题，采取有效措施。特别是要加强化学分析和监测。对于锅炉热负荷相对集中的部位，易过热的部位进行修复[4]。最后，提高锅炉技术人员的维修水平，特别是老化设备的维修水平，确保锅炉的高效运行。

3.2加强运行监督

锅炉运行过程中，操作人员应严格规范操作行为，按规定排放气体，密切监视受热面报警。防止受热面管过热，加强管壁温度监测，通过对入炉煤的快速分析和预测，为调整锅炉燃烧状态提供必要的指导。确保锅炉内有足够的煤粉，控制各部件的运行参数，注意受热面吹扫操作，避免局部结焦和过热。加强锅炉水监测，确保锅炉水质。

3.3控制锅炉的汽温变化

当锅炉负荷变化较大，整个喷淋系统启停时，入口燃烧喷嘴应平衡。当锅炉负荷恒定时，可调节喷淋系统的运行出口。当外部负荷变化时，应相应调整风量。在实际运行中，应适当增加过量空气，以提高烟气速度，从而增加风机驱动和引风能耗，降低低温磨损。

3.4加强水质管理

严格控制锅炉水质和锅炉过热蒸汽质量，根据锅炉水质及时调整药品的投加量，避免因蒸汽质量高而发生严重事故。机组水位应调整在正常范围内，以保证汽水分离器的完整性和可靠性，防止因高水位或汽相分析仪故障导致出现带水蒸汽。水可通过循环泵或辅助泵引入采暖系统，回水可直接排入排水管[5]。主要用于清除系统中积聚的铁锈、沉淀物和油污。定期维护管网，防止管道泄漏，减少锅炉给水。由于水处理设备配置有限，当系统发生泄漏时，经处理后的水不能及时进入系统，这也是二次结垢的原因。通常的排水方法是在水中杂质沉淀后，关闭循环泵2小时，打开排水阀排水，但这种排水方法的效果有限。

3.5提高焊接质量，增加省煤器防爆管措施。

首先，在节煤管道的制造和维护过程中，应提高焊接质量，焊接时应严格遵守相关焊接工艺和标准，避免夹渣和气孔。其次，在控制烟气流量时，必须正确控制煤粉细度。可在集煤器上喷涂耐磨或耐腐蚀材料，以提高耐磨性。监测空气系数，尽量避免SO2等有害气体的产生，防止输气管道发生爆炸事故。热水冷却调节器应灵敏可靠。当锅炉负荷发生变化时，冷却机组可调节过热器出口水温，防止过热和过热偏差过大造成管道损坏。

4、结束语

近年来，锅炉的复杂性和多样性不断增加，这对锅炉技术操作人员和生产厂家的管理水平提出了更高的要求。维修人员和监督人员应加强运行管理和检查，通过维修和技术改造，根据煤质和风速的变化及时调整燃烧。合理控制和监测管壁温度和设备运行情况，全面提高检修人员的检修技能，扩大检查范围，及时发现问题，确保锅炉安全可靠运行。为了有效预防锅炉爆炸事故的发生，有必要加强对运行、维护和技术改造的监督，并对问题进行深入分析和思考。使锅炉长期稳定安全运行，为社会经济发展创造更大价值。

参考文献

[1]高庆坤.锅炉运行及事故处理[J].北京：化学工业出版社，2017.

[2]周威振.锅炉运行故障及其排除措施[J].劳动保护，2018，（11）.

[3]王強.热电厂煤粉锅炉冷态动力场数值仿真及锅炉运行方式优化研究[D].中南大学，2017.

[4]韩强。SHL型热水锅炉爆管问题的分析及解决办法[J]。工业锅炉，2018（02）。

[5]崔艳敏。韶钢自备电厂锅炉炉顶管爆管解决方案及问题原因分析[J]。科技信息，2019（03）。