新乡市某化纤厂锅炉爆管事故

　　一、事故的概况及经过

    1989年，新乡市某化纤厂，一台SHL20一1．27型锅炉(工厂编号为1#)发生爆管事故。该化纤厂于1964年建厂时共安装了由上海某锅炉厂制造的四台SHL20一 1．27型锅炉，投产20多年来，这四台锅炉在同一部位的第三排凝渣管(共18根管)处，经常因变形泄漏、爆管而频繁进行检修。通常每五年要彻底进行大修一次。特别是在1989年一号炉大修时，更换了由原制造厂制造且经检验合格的全部受压元件，但仅运行了半年就突然发生爆管。爆管部位是在第一道隔火墙上1．l米高处，按炉膛出口从前向后数为第三排，从左侧墙数起的第10号管。该根管的迎火面有一横向55毫米、宽35毫米、高l0毫米的鼓疱，鼓疱的顶点裂开一横向长25毫米、宽1毫米的裂口。在爆破口处附近的500毫米管段内，还有五个小鼓疡，迎火面有三个，背火面有两个，这些鼓疱都是横向的，长70—80毫米、宽15毫米，高5—6毫米，外观很象弯管时的波浪度。此外，第三排凝渣管的其余15根管(靠左、右侧墙的两根除外)全部在同一管段部位向后方弯曲变形，个别管也有小的鼓疱，过热变形管段长约2米，最大弯曲度为295毫米，这部分管段的管径由直径70毫米，不同程度胀粗达直径74—直径77．5毫米。

　　二、事故原因分析

    经割管检查，管壁有不同程度的变薄，内壁也有不同的色泽，凡是变薄处呈灰黑色与酸洗后相似，其余管壁还有些氧化铁类附着物，附着物上有片状白色盐类。对爆管采样进行金相和机械性能试验，金相组织为珠光体加铁素体，稍有过热、机械性能比正常降低20％左右。

    造成管子过热，发生变形、爆管的原因主要是：

    1．锅筒内部装置设计不合理，造成供水不足引起的。

    锅护的下锅筒内装有一角形档板，该档板把第三排凝渣管与对流管束分隔开，形成一单独循环回路。角板的下开口即是第三排管的供水有效截面，实测为115毫米。前两排凝渣管是由下集箱供水的，虽位于第三排之前，由于供水可靠而无过热迹象，而角板所在的象限内，共布置了22根Φ108毫米的下降管，向前后左右各辐射受热面供水，水动力情况比较复杂，很有可能在这里出现与第三排凝渣管的争水现象。争水的结果造成第三排管供水障碍。靠左右侧墙的两根管之所以发生没有变形或爆管，是由于角板的两端是敞开的，没有影响此两根管的供水。

    至于该台锅沪大修后运行半年就爆管，经分析可能是在新安装角板时没有注意到它的下口尺寸，在装配图上也没有标注尺寸，只能按比例测量为145毫米，而实际安装为115毫米，更加影响了第三排管的供水效果。

    2．隔板内的汽水混合物，通过汽水分离档板时，因压力差会形成蒸汽停止流动或倒流到汽水混合物的引入管。

    上锅筒内的汽水分离档板四面环抱，后边是筒壁，前后左右各路的导汽管把大量的蒸汽汇集在档板之内。蒸汽只有压着水面且穿过水面才能进入上锅筒的汽空间，这样必然在隔板内形成一个水位差和压力差。压头高的能顺利导出，压头低的，特别是当压头低于隔板内的总压头时，如第三排管内的蒸汽有时候就被压着流不出来，甚至压力高的蒸汽还要向这些管内倒压。

    3．由于循环停滞，形成自由水面。

    第三排管在下部供水不足，上部导汽不畅的情况下，就会形成一种循环停滞的自由水面现象，在自由水面之上停滞的蒸汽被外部高温烟气(火焰)加热而成为过热蒸汽，当过热蒸汽温度达到500℃以上时，碳钢会发生汽水腐蚀，使管壁变薄，强度降低而鼓疱。在自由水面之下部位，锅水发生深度浓缩，碱性腐蚀也会同时发生。

    三、防止同类事故的措施是：

    改进锅筒内部装置的设计和改善水循环。