郭曉彪

（山西大唐國際云岡熱電有限責(zé)任公司，山西 大同 037039）

鍋爐在實際運行時，承載受熱面的工況條件與所設(shè)計的工況差別過大時，就會導(dǎo)致鍋爐過熱器發(fā)生爆漏。根據(jù)統(tǒng)計可知，鍋爐過熱器爆漏事故的發(fā)生占全部鍋爐事故的40%左右，而由于過熱器爆漏所導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)組的停工所造成的經(jīng)濟(jì)損失更為巨大[1-2]。在實際工作過程中，過熱器的承壓受熱能力是鍋爐的所有構(gòu)件中要求最苛刻的，但也是爆漏事故發(fā)生的主要部件。過熱器的爆漏會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

1 鍋爐過熱器爆漏原因的統(tǒng)計分析

過熱器爆漏事故發(fā)生后，應(yīng)立即使用直觀分析以及檢查等手段，得出其爆管的原因。綜合對所選資料中100余起過熱器的爆管原因，主要有以下幾種原因所致。直接原因在于鍋爐過熱器的超溫、運行中所造成的磨損、腐蝕和結(jié)構(gòu)自身的焊接缺陷。其中超溫分為長期超溫與短期超溫兩種。通過對過熱器爆管的原因進(jìn)行統(tǒng)計，得出結(jié)果如表1所示。

表1 過熱器爆漏事故原因統(tǒng)計

1.1 鍋爐過熱器爆漏直接原因分析

1.1.1 長期超溫

從表1可以看出，長期超溫是過熱器爆漏的最主要原因。長期超溫是指鍋爐過熱器的運作長期處于高于設(shè)計溫度的高溫條件下，這必然會導(dǎo)致管子的使用壽命大大縮短，其中運行過程中的溫度越高，其使用壽命越短。長期在高溫條件下工作，會導(dǎo)致管子的最終失效，形成管爆。

1.1.2 短期超溫

短期超溫是指鍋爐運行中的溫度超過了管道材料的下臨界溫度。在這種條件之下，其材料自身受到軟化，強(qiáng)度明顯降低，易受到一定荷載作用，發(fā)生管爆。

1.1.3 磨損

磨損所造成的原因有很多，主要是由于管道的長期工作過程中，受到損傷的累積，最終導(dǎo)致了管爆事故的發(fā)生。

1.1.4 腐蝕

過熱器管道的腐蝕有幾種情況：①為長期高溫作業(yè)所導(dǎo)致的化學(xué)氧化腐蝕；②為長期運作過程中受荷載作用導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕；③為管道內(nèi)外溫度的差距所導(dǎo)致的高溫腐蝕。

1.1.5 焊接缺陷

焊接缺陷是指在鍋爐配件的安裝過程中，一些接口處的安裝出現(xiàn)一定的焊縫，這是由于焊接所造成的缺陷，這種原因所導(dǎo)致的管爆事故發(fā)生的概率最小。

通常情況下，管爆事故的發(fā)生是多種原因共同作用的結(jié)果，而非單一的原因所致，因此對管爆事故的原因進(jìn)行分析時，應(yīng)進(jìn)行綜合考慮與分析，才能得到最準(zhǔn)確的判斷。

1.2 鍋爐過熱器爆漏的原因深入分析

通過對于相關(guān)鍋爐過熱器爆漏事故的統(tǒng)計分析可知，超溫是鍋爐過熱器事故發(fā)生的最主要原因，其次為磨損與腐蝕，最后為焊接缺陷。然而，只有深入分析鍋爐超溫工作的原因、磨損腐蝕的機(jī)理和焊接缺陷的形成，才能提出最適合的措施予以防止。從綜合設(shè)計、安裝制造以及運行管理三個方面對鍋爐過熱器的管爆原因進(jìn)行了統(tǒng)計，其統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

表2 鍋爐過熱器的管爆原因統(tǒng)計

1.2.1 設(shè)計原因

從表2可以看出，設(shè)計原因所導(dǎo)致的鍋爐管爆事故所占比例最小，這是由于目前我國鍋爐過熱器的設(shè)計技術(shù)基本成熟，比較明顯的設(shè)計錯誤所導(dǎo)致的管爆事故發(fā)生概率比較小。

1.2.2 安裝制造工藝質(zhì)量

優(yōu)良的安裝質(zhì)量要有合理的設(shè)計，同時也需要掌握純熟的安裝工藝。從上表可以看出，安裝質(zhì)量的不過關(guān)與管爆事故的發(fā)生有著直接的關(guān)聯(lián)。其中安裝工藝質(zhì)量所造成的原因主要有以下幾個方面：①設(shè)計方面的原因，沒有合理的設(shè)計，其安裝質(zhì)量是不可能過關(guān)；②由于焊接缺陷所致，安裝過程中會有大量的焊接工作，這使得焊接工作產(chǎn)生難題；③由于安裝所使用管材的缺陷所致，沒有良好的管材，自然不可能制造出優(yōu)良的鍋爐過熱器。

1.2.3 運行管理

運行管理所導(dǎo)致的管爆事故所占比例高達(dá)60.5%，由此可見，提高運行管理是解決管爆事故的有效方法。通過對運行管理方面管爆的原因進(jìn)行深入分析，主要有以下幾個方面。

1.2.3.1 鍋爐過熱器的長期運作中導(dǎo)致的氧化腐蝕以及磨損

腐蝕以及磨損的形成與鍋爐的燃料、燃燒工況有關(guān)。鍋爐長期工作于高溫、高壓條件之下，久而久之會對其造成化學(xué)氧化腐蝕，使得其管道承受能力變差，受到荷載作用時，會慢慢發(fā)生變形，同時管道金屬會慢慢發(fā)生脆性破壞，出現(xiàn)一定裂紋，到達(dá)一定程度，最終導(dǎo)致管爆事故。

1.2.3.2 操作人員的不當(dāng)行為導(dǎo)致事故發(fā)生

在鍋爐的實際運行過程中，一些操作人員會由于一些過失操作導(dǎo)致事故的發(fā)生，因此應(yīng)定期對操作人員進(jìn)行相關(guān)規(guī)范操作方面的培訓(xùn)，減小這種過失發(fā)生的概率。

1.2.3.3 鍋爐的自身原因

鍋爐的溫度、壓力顯示系統(tǒng)的顯示數(shù)字不準(zhǔn)確，主要原因在于溫度與壓力分布不均一，其顯示的只是一種平均值，可能部分區(qū)域的工作溫度與壓力值均已超標(biāo)。

2 預(yù)防鍋爐過熱器爆漏的措施

對于鍋爐過熱器的管爆事故的預(yù)防，需要從事故發(fā)生的根本原因入手，通過避免其發(fā)生的原因來達(dá)到減少鍋爐管爆事故發(fā)生的概率。以下將會從鍋爐的設(shè)計、制造安裝工藝質(zhì)量和運行管理方面提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

2.1 合理設(shè)計

合理的設(shè)計主要是指通過對鍋爐運行過程中的各種因素進(jìn)行綜合考慮，來實現(xiàn)其安全經(jīng)濟(jì)運行。因此，在鍋爐的設(shè)計過程中，應(yīng)首先選用純熟的技術(shù)，加上對鍋爐運作過程中的各種因素進(jìn)行合理的模擬計算，如間歇過程中的熱脹冷縮、鍋爐內(nèi)部氣流分布、腐蝕情況等，這樣才能實現(xiàn)最合理的設(shè)計。

2.2 嚴(yán)格控制制造安裝工藝

對于制造安裝工藝的合理控制，可以實現(xiàn)鍋爐的最理想化狀況。①應(yīng)仔細(xì)考慮管材的選用。同時，在安裝過程中應(yīng)注意焊接質(zhì)量，確保沒有漏焊以及焊接不牢的地方。②安裝過程應(yīng)根據(jù)實際設(shè)計來嚴(yán)格實施。③設(shè)置相應(yīng)的質(zhì)量驗收部門。只有這樣做，才能最大程度地降低安裝質(zhì)量所導(dǎo)致的管爆事故的發(fā)生。

2.3 加強(qiáng)鍋爐運行管理

從上述可知，鍋爐的運行管理不當(dāng)是造成管爆的最主要原因，加強(qiáng)對鍋爐的運行管理，主要從以下幾個方面進(jìn)行。

選用最佳的燃燒工況，可以有效地降低煙氣的形成，從而減弱灰粒與管壁之間的碰撞，減小管壁的磨損。與此同時，加設(shè)爐內(nèi)除塵裝置以降低灰粒的碰撞作用。當(dāng)然，選用合適的煤種、減小燃煤的細(xì)度也可以有效減少灰粒的產(chǎn)生，到達(dá)降低磨損的效果。在工作結(jié)束后，及時對鍋爐內(nèi)部進(jìn)行清潔與養(yǎng)護(hù)，也可以減弱管道內(nèi)部的腐蝕，有效延長其使用壽命。

對鍋爐相關(guān)操作人員進(jìn)行定時培訓(xùn)，提高他們的綜合操作水平，增強(qiáng)操作熟練度，這樣可以大大減小由于操作失誤所導(dǎo)致的事故發(fā)生。

改進(jìn)鍋爐自身的設(shè)計結(jié)構(gòu)，使得鍋爐的一些指示儀器更加準(zhǔn)確，這樣可以更加方便地了解鍋爐內(nèi)部的運行狀況，有效減少管爆事故發(fā)生。然而，指示儀器作為一種精密儀器，其周圍條件的影響又不可避免，這給結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了難題。

3 結(jié)束語

鍋爐過熱器的爆漏，會直接影響機(jī)組的安全生產(chǎn)，且造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，及時了解其過熱器的管爆原因。通過對其事故原因分析，提出相應(yīng)的改善措施，這樣才能更好地減少鍋爐過熱器管爆事故的發(fā)生，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)安全生產(chǎn)。

[1]李東雄，景江峰.日產(chǎn)1 025 t/h鍋爐低溫過熱器爆管原因分析與技術(shù)措施[J].鍋爐技術(shù)，2006，37（6）：60-63.

[2]王慶軍，劉玉坤.HG 670/13.7—8型鍋爐后屏過熱器聯(lián)絡(luò)管爆管原因分析[J].河北電力技術(shù)，2008，27（4）：36-38.