【摘 要】闡述了水管鍋爐對流管束爆管原因分析及預防。

【關鍵詞】鍋爐；對流管束；爆管；裂紋；水垢；水處理

我市某小區(qū)供熱站于2010年8月份安裝兩臺SHW4.2—0.7/95/70—AⅡ鍋爐，負責其小區(qū)近18萬平方米建筑面積的取暖供熱任務。該鍋爐從投入運行以來，連續(xù)多次發(fā)生爐內煙氣出口處前三排對流管束爆管事故，給冬季的正常取暖帶來極大的損失。下面對其事故原因進行分析，并提出預防措施。

1.爆管的現(xiàn)場檢驗情況

1.1爆管的宏觀檢驗情況

（1）破口呈不規(guī)則菱形，管子破口形狀為直裂條狀，方向為軸向，破口處有明顯的鼓包。（2）破口附近管徑嚴重漲粗，管段直徑漲粗一般在4㎜～12㎜，破口長30㎜～45㎜，寬10㎜～13㎜，裂口周圍有肉眼可見的劃線裂紋。（3）破口的部位大多數(shù)在對流管束前三排，距上鍋筒800㎜煙氣進口的直段部位。（4）破口的邊緣較為銳利、光滑。（5）破口的外部的管壁呈現(xiàn)藍黑色。（6）管段內結有3～6㎜的水垢，部分管段同時存在泥沙、鐵銹等堅硬雜物。

1.2爆管的金相檢驗情況

（1）爆管部位的管段晶粒度較大，多的甚至達11級。（2）晶粒組織為鐵素體加珠光體，片狀碳素體已經(jīng)珠墨化，分布于晶界上。

2.爆管的原因分析

2.1軟化水質不合格

該供熱站原水源是地下水，總硬度9毫克當量/升，主要是碳酸鹽硬度。設計采用鈉離子交換的水處理系統(tǒng)，由于操作管理不善，導致鈉離子交換系統(tǒng)運行效率較低或失效，使鍋爐循環(huán)水的硬度較高，而且由于系統(tǒng)丟水較為嚴重，每天補水量加大，更加劇了水質的惡化。

2.2超負荷波動運行

由于間歇式供熱，鍋爐經(jīng)常起停運行，有時為加快供熱，鍋爐經(jīng)常要正壓運行，使鍋爐負荷波動較大。

2.3鍋爐排污不正常

該站司爐人員沒有按照鍋爐的運行要求進行定期排污，鍋爐回水系統(tǒng)排污器不定期清洗，導致鍋爐給水硬度和結垢都很嚴重。

2.4對流管束結垢嚴重

根據(jù)上面檢驗的結果，對鼓包處的水垢進行分析，屬于硅酸鹽水垢，其成分主要為：灼燒減量0.98%；二氧化硅85.5%；三氧化二鐵、三氧化二鋁9.34%；氧化鈣1.62%；其它2.56%。

由于鍋爐間歇運行，供熱時超負荷運行，爐膛內的容積熱強度很高，在爐膛煙氣出口處的煙溫可達到800℃以上。由于第一排管為鍋爐的后拱管，管束較長，管內水的流速相對較慢。超負荷時，管內的水產(chǎn)生劇烈沸騰，迎火面的管內產(chǎn)生大量氣泡，氣泡在上升的途中又迅速合并成氣膜。這一層氣膜把爐水和管壁分開，形成膜狀沸騰。這時由于蒸汽傳熱較差，管壁溫度急劇升高，致使靠近管處的水被完全蒸干，爐水中的二氧化硅等水垢直接從管壁上析出，形成硅酸鹽水垢。由于硅酸鹽水垢的導熱系數(shù)只有0.05～0.2千卡/米.時.度，其熱阻是碳鋼的250～1000倍，導致管壁的溫度大大升高，特別是結垢較厚的部位管壁的溫度更高。

由于鋼中的珠光體是由鐵素體和滲碳體組成，層片狀珠光體表面積大，具有較大表面能。在長期管壁超溫至450℃～750℃的狀態(tài)下，將促使片狀碳化物向球狀轉變，由于晶界上擴散度較大碳化物將逐步向晶界上析出，最后球墨化加劇，造成鋼的延性降低，強度下降，最終產(chǎn)生蠕變。由于管內的給水壓力，出現(xiàn)鼓包，導致管段破裂。

3.預防與處理

通過以上的事故分析，筆者認為，應嚴格按照國家《低壓鍋爐水質標準》的要求，認真執(zhí)行國家《鍋爐水處理監(jiān)督管理規(guī)則》：

（1）鍋爐使用單位的領導應重視鍋爐水處理工作。

（2）必須制定并嚴格執(zhí)行鍋爐水處理崗位責任制和鍋爐房水處理設備的操作規(guī)程。

（3）水質化驗人員不要隨意更換，水處理管理人員相對穩(wěn)定。

（4）對結構不合理，水處理效果差的設備，應及時改造和更換。

（5）應經(jīng)常性對軟化水和鍋爐水進行化驗。發(fā)現(xiàn)水處理效果不好，水質不符合標準，應及時查明原因，采取糾正措施。

（6）對熱水鍋爐采暖系統(tǒng)加強保養(yǎng)和維護，防止跑冒滴漏，保證系統(tǒng)補水率不超過2%。

（7）鍋爐進行停爐檢或年檢時，水處理管理人員應配合檢驗人員了解鍋爐結垢、腐蝕情況，必要時對垢樣腐蝕產(chǎn)物進行分析，以便改進水處理措施或確定是否清洗鍋爐。