一台蒸汽锅炉过热器爆管探析

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1、一台蒸汽锅炉过热器爆管探析摘要：介绍一例SZL20-1.25/250-AII锅炉蒸汽过热器爆管的事故原因和分析，并提出了预防措施。关键词：蒸汽锅炉；蒸汽过热器；爆管；预防措施0前言某供热公司的一台SZL20-1.25/250-AII型蒸汽锅炉在投产42天后发生了蒸汽过热器爆管事故,经锅炉厂家换管后，不足一个月再次发生爆管事故。后经协商，再次换管一一更换全部过热器管，然而仅46天后再次爆管，严重影响了锅炉的安全运行和供热公司的效益。因此，对爆管的原因有必要进行分析和探讨，以便采取必要的措施和対策，

2、从而提高锅炉的安全性和可靠性。1锅炉蒸汽过热器结构型式该锅炉为单层布置的双锅筒纵置式组装锅炉（如图1）,采用三管圈的立式过热器，面式减温器、逆流布置（如图2）。众所周知，过热器是锅炉受压元件中金属壁温最高的受热面，管外长期经受高温烟气的第一作者简介：高猛，男，毕业于江苏科技大学，从事锅炉设计开发工作。冲刷，管内流动的亦是温度较高而传热系数较低的蒸汽，管材金属处在较为恶劣的环境中。同时，因结构和运行而引起的水力和热力的不均匀而造成的热偏差则会导致个别管子的壁温超出平均值。当壁温超出材料的许可值时，

3、材料蠕变强度和持久强度迅速下降，极易产生爆管现象。为了提高过热器工作的可靠性，本锅炉的蒸汽过热器设计中采用了以下措施：1、过热器管采用耐热强度较好的低合金钢15CrMoG；2、为提高汽水分离效果，上锅筒内径由原饱和蒸汽组装锅炉的①1000改为①1100,锅内汽水分离装置以水下孔板为一次分离元件，立式波形板后加多孔板组合成二次分离元件；3、饱和蒸汽分别用2根①89的导管引入过热器的左、右进口集箱。2锅炉运行情况及事故简介该锅炉安装完毕后投产42天后就发生了1根过热器管爆管事故，位于右侧右数第三排外

4、圈的迎烟气一面的直段上。经供热公司反映，因安装后处于5月份，需用蒸汽的用户不多，锅炉一直是低负荷下运行（蒸发量只有10t/h左右，因受热网的承压能力的限制或和用户需求不高的原因，运行压力亦较低，只有0.6MPa左右）。锅炉厂分析可能是负荷和运行压力较低造成过热器管内蒸汽质量流量较低、对过热器管冷却不足造成的爆管。因供汽的需要，该锅炉需尽快恢复运行，所以锅炉厂家在提出运行要求后给予换管处理。但是再次运行46天后，过热器再次爆管2根管子，一根发生在左侧左数第三排外圈迎烟气一面的下部弯头上方230mm

5、处（1#管），另一根在右侧左数第一排内圈下部弯头起始处。两根均是发生在靠近过热器出口的管圈上（2#管）。这时，锅炉负荷一般在12〜18t/h,压）］0.6~0.8MPa,减温器未投用,过热器出口温度在200〜220°C左右（多数时间靠近200°C）o3过热器管子爆裂的机理和特征经锅炉厂技术人员现场勘察，发现过热器蛇形管外观色泽变色程度是靠前部较为明显，靠后面变化不大，之后，对爆管处的管段进行了割段取样。现场截下的两段管子的宏观形貌特征是：①破口附近管径明显胀粗，破口呈不规则菱形，且壁厚不均匀，裂

6、口长34.6mm,最宽10.3mni；②破口向火面较薄，破口处管壁明显减薄；③破口边缘较锋利。（如图3）4爆管原因的综合分析从以上现象分析，我们认为，该爆管管子的弯管处遭受非正常的超温是造成过热器管了爆管的主要原因。那么，为何在这个部位会产生超温呢？分析认为，造成过热的原因应该有如下儿点：%1管子堵塞，蒸汽不能正常流动，不能带走管壁的热量，造成管壁过执.八、、,%1管子内壁积盐、积垢或积氧化物太多，致使热阻剧增，造成管壁过执.八、、,%1热力偏差或水力偏差使个别管子中工质流量减少，不能冷却管壁，

7、造成管壁过热；%1材料加工的原因，如冷变形部位（如弯头等）的应力和壁厚不均等缺陷，影响了具高温性能。为了验证我们的理论分析，我们对破口裂缝处（向火面A）和裂缝背面（背火面B）取样做金相实验，结果见下表：从金相组织看，裂口处组织与背面管段明显不同，碳化物的球化使管材的强度打了折扣。另外，我们又对两个弯头最低部位进行割管取样检查。发现1#管底有盐分沉积和一些水垢，而2#管内沉积的盐分基本上将管子堵塞满了。为此,我们做了进一步的检查，并在打开锅筒后发现汽水分离器并没有严格按设计图纸规定的技术要求进行安

8、装，特别是严密性的要求，如汽水扌当板采用点焊而造成汽水短路、直接进入蒸汽空间。但是，仅此一点，不应该造成如此严重的后果，因为能够在如此短的一个月时间内，导致积盐将管子堵死的蒸汽带水量必须是非常大的（超过50%）。于是，我们又做了更广范围的调查。得知锅炉在启动后的1个小时内，过热蒸汽的温度能够达到250〜260°C,之后就迅速下降，直至稳定在200°C多点。同时，我们还从锅炉房工人的抱怨中得知，锅炉水处理的用盐量太大，一吨盐用不到十天（为了使锅炉给水达到GB/T1576的要求，在钠离子交换器中使用