鍋爐運行中發生“四管”爆破的原因分析

（一）鍋爐運行中爐內燃燒工況組織不好，爐膛存在火焰偏斜，沖刷，溫度場分配不均，存在局部較高等現象，使部分受熱面積灰、結焦，部分受熱面金屬管壁結焦、積灰后，由于其熱阻增加，與高溫煙氣換熱能力下降，燃料燃燒釋放的熱量不能及時被受熱面吸收，使爐內溫度升高，造成部分管壁過熱，金屬管壁超過其額定溫度運行時，有短期超溫和長期超溫兩種情況，因此造成受熱面過熱爆管有短期過熱和長期過熱兩類現象，受熱面短期過熱是指鍋爐受熱面內部工質短時間內換熱狀況嚴重惡化時，壁溫急劇上升，使鋼材強度大幅度下降，會在短時間內造成金屬過熱引起爆管。導致短期過熱的原因有：管內汽水流量嚴重分配不均；爐內局部熱負荷過高；管子內部嚴重結垢；異物嚴重堵塞管子；錯用鋼材等。長期過熱主要發生在高溫過熱器的外圈向火面，低溫過熱器也可能發生，受熱面過熱后，管材金屬超過允許使用的極限溫度，內部組織發生變化，降低了許用應力，管子在內應力作用下產生塑性變形，最后導致超溫爆管；另外，受熱面長期過熱時，鍋爐受熱面管子由于熱偏差、水動力偏差或積垢、堵塞等原因，管內工質換熱較差，金屬長期處于幅度不很大的超溫狀態下運行，管子金屬在應力作用下發生蠕變（管子脹粗），直到破裂爆管。

（二）鍋爐運行中產生熱疲勞：鍋爐在使用過程中，如果啟、停頻繁、工況劇烈變動、、負荷大幅增減、汽溫、汽壓波動劇烈，使受熱面管壁在交變應力作用下產生金屬疲勞，會引起管壁強度下降，導致運行中產生爆管事故。

（三）鍋爐運行中局部受熱面飛灰磨損，磨損會使受熱面管壁減薄，強度降低導致爆管。飛灰磨損與飛灰速度、粒度、管束布置形式等有關。運行經驗表明當鍋爐負荷過高，受熱面結焦、積灰形成煙氣走廊等情況下受熱面管壁磨損較為嚴重，這類事故較多發生在省煤器，造成省煤器爆管的最主要的原因是飛灰磨損和焊接質量這兩方面。運行實踐表明，在鍋爐的過熱器、省煤器和空氣預熱器三個主要對流受熱面中，省煤器的磨損最嚴重。因為省煤器通常是錯列布置，煙氣對錯列管束的沖刷比較強烈，磨損比順列布置嚴重得多，而且省煤器處的煙氣溫度比較低，煙氣中灰粒相對較硬，這兩個因素使得省煤器磨損比過熱器及空預器嚴重的多，導致磨損的原因有：燃煤含灰量高，飛灰中夾帶硬顆粒；煙氣流速過高或局部煙速過高；煙氣含灰濃度分布不均，局部灰濃度過高。通常可采用減少飛灰撞擊管子的數量、降低煙氣流速或增加管子的抗磨性來防止飛灰磨損。如：①控制煙氣流速，尤其是煙氣走廊處的煙氣流速，因此在安裝和維修時，應盡量減小省煤器管子與墻之間的距離，同時使各蛇形管間距離要盡量均等；②對于局部煙氣流速過高的地方，應在管子易磨損部位如：彎頭處、第二第三排管子、靠后墻的幾排管子等地方加裝防磨裝置；③對省煤器管冷噴涂高溫耐磨涂料來增加管子的抗磨性。

（四）鍋爐運行中管壁內部結垢及腐蝕造成爆破：鍋爐運行中，如果凝結水硬度超標，給鍋爐給水帶來硬度，混入給水的少量雜質，通過爐水處理使其或成為水渣或成為膠狀物質溶解在水中通過排污排走，如果定期排污不能按規定進行，連排不能正常運行，由于爐水水質不合格，運行中，蒸汽帶水或蒸汽溶鹽，使部分雜質在受熱面管壁內部沉積，特別是當運行中汽水品質長時間超標，如果汽包水位較高時，汽水分離效率變差，金屬管壁內部結垢會進一步加劇，管壁內部結垢后，管壁厚度增加，熱阻加大，與煙氣對流換熱能力相對下降，煙氣對管壁的放熱不能被內部工質及時帶走，使金屬管壁結垢處局部過熱，熱應力集中，管壁金屬強度下降，達到一定程度會造成爆管事故。一般運行條件下，爐水pH 值在9.0～11.0 之間不會發生腐蝕，但當給水和凝結水有硬度，溶解氧長期超標和不能按規定進行排污的情況下，金屬表面會附著有沉積物。由于管內沉積物導熱性差，水冷壁管壁溫度上升，滲透在沉積物下面的爐水就會急劇濃縮，結果沉積物下的爐水各種雜質含量很高，產生垢下腐蝕。當爐水滲進附著的沉積物或腐蝕產物層中，在高的熱負荷下濃縮成堿性的濃縮液，其濃度可達過飽和狀態。濃縮中的堿可直接侵蝕金屬，存在于爐水中的鹽類也促進腐蝕過程的發展，金屬熱負荷高既是腐蝕的必要條件，又是加劇腐蝕的充分條件，一旦爐管開始腐蝕，就具有自動催化的趨勢和腐蝕產物加厚的結果，使爐水在其中蒸發濃縮的現象加重，也使傳熱不良情況趨于惡化導致腐蝕過程的加速進行，在腐蝕過程中，金屬晶粒邊界處首先受到腐蝕，而且容易沿晶粒邊界發展，同時會產生氫氣和甲烷，這些氣體產物雖可被壓縮，但因為氣體體積遠大于被腐蝕掉的鋼鐵，因而在晶界上產生巨大的應力，這種內應力足以迫使晶粒彼此分離而形成晶間裂紋，從而產生由堿性腐蝕引起的應力腐蝕破裂，造成脆性爆管。

（五）鍋爐運行中運行操作不當，使受熱面嚴重超溫或超壓，特別是在機組啟、停過程中升溫升壓（或降溫降壓）速度過快，使金屬材料收到較大熱應力沖擊，多次熱應力沖擊疊加后造成爆管事故。

（六）鍋爐安裝及檢修過程中焊接工藝落后，焊接質量不高，或者處理工藝不好，在焊口處容 易形成應力集中區域，多數爆管事故都發生在焊口處就表明與焊接有關。

（七）鍋爐安裝及檢修過程中錯用管材或管材質量本身太差，存在分層、加渣等缺陷，運行時受溫度和壓力影響，缺陷擴大就會導致過熱器管爆管。

（八）其它原因：如機械原因和多種形式的化學腐蝕，鍋爐設備金屬管壁及聯箱、彎管、彎頭、等處膨脹受阻，水冷壁晃動或燃燒器與水冷壁鰭片處焊縫受力過載拉裂、管內雜物堵塞、外力破壞（如調大焦、部件脫落）等造成爆管事故發生。