锅炉受热面管道事故分析

1 试生产期间锅炉受热面管道事故统计

　　华能丹东电厂2台锅炉，为引进英国巴布科克能源有限公司生产的亚临界自然循环燃煤型锅炉，最大连续蒸发量1 165 t/h。在机组168 h试运行以及试生产期间的半年多时间里，2台锅炉先后发生受热面爆管、漏泄、管段变形等损坏事故总计10次(见表1)，造成多次停机停炉。

　　锅炉受热面由水冷壁、过热器、再热器及省煤器组成，其中过热器包括一级、屏式、末级及顶棚包墙过热器；再热器包括一级、末级再热器。在发生的10次受热面管损坏事故中，90%为过热器爆管或漏泄，其中包墙过热器5次，占总数的50%。

　　过热器是锅炉承压部件中工作温度最高的受热面，管内流过的是高温高压蒸汽，其传热性能较差，而管外又是高温烟气，所处环境恶劣，因此损坏事故的比例非常大。

2 锅炉受热面管道损坏原因及处理

　　华能丹东电厂试生产期间锅炉受热面管道事故原因主要可分为设计、制造、安装及其它原因。而制造及设计因素达8次之多，占总数的80%。从统计数据中可以看出，爆管大多数为单根短时过热超温爆管。其中属制造原因的有：联箱内部存有制造时产生的金属机械加工残留物，造成爆管占3次，因弯管应力损伤及钢管母材缺陷引发事故3次，共占总次数的60%。属设计原因的有：因管排固定卡设计不合理，造成爆管、漏泄2次，占总次数的20%。

2.1 联箱管堵塞引起的爆管

　　主要是过热器入口联箱内接管处开有直径不等的节流孔，当有异物堵塞节流孔时，管内工质流通不畅，造成管段短期过热变形、爆管。解决办法是对2台锅炉的末级过热器、屏式过热器入口联箱全部用内窥镜检查。在已检查过的2台锅炉末过、屏过共96个入口联箱的9个联箱内，发现并取出联箱制造时残留的金属机械加工或切割时铁水凝固残留物10余块(片)，这些残留物绝大部分在机组安装前与母材有不同程度粘连，随着机组运行汽流的长期作用，逐渐脱落，并在联箱内随蒸汽流动方向移动，当堵塞住节流孔时，发生短时超温爆管。

2.2 受热面管子母材缺陷

　　因弯管部位应力集中造成断裂漏泄，钢管直段存在缺陷，钢管壁厚厚薄不均造成漏泄、爆管各1次。此类事故的发生随机性大，彻底根治难度较大，　唯一的办法是在机组计划检修时，对锅炉受热面全面进行宏观检查，壁厚测量、胀粗测量，发现减薄及胀粗超标管及时更换，特别要加大对弯管处及应力集中处的检查力度，以减少爆管次数。

2.3 设计原因

　　锅炉前包墙过热器上部拉稀管排固定管卡设计不合理，原设计中只在每组管排的两端用螺栓固定，而其余管排中间均没有固定，由于每组管卡跨度较大，运行时因高温作用，卡子变形并与管排磨损，造成管壁减薄，直至漏泄。同时由于不断振动，在管子应力集中区产生疲劳裂纹造成漏泄。对这部分的管卡固定方式加以改进，在每组管卡的管与管之间部分均进行焊接固定，这样运行时振动减少，可有效地避免磨损事故及振动产生疲劳裂纹导致漏泄事故的再次发生。

2.4 安装质量

　　对于已发生的安装原因造成的漏泄事故，主要是省煤器弯管部位与炉后墙固定筋板销钉端部相碰磨损，造成省煤器管漏泄。正常的安装程序固定用销钉应从炉内向外插装，但实际安装时，由于施工人员采用由外向内插销钉的错误作法，销钉端部过长与省煤器管排接触相碰，运行时磨损造成漏泄。

2.5 其它原因

　　对前包墙过热器弯管处疲劳裂纹断裂性缺陷补焊处理时，裂纹源没有彻底消除掉，运行时补焊部位裂纹再次扩展，造成二次漏泄。因此对漏泄管段受热面修复时，有条件换管的一定要换管处理，对暂无条件换管的，也要认真将扩展性缺陷挖除干净，方可进行补焊处理，并做好记录，在机组大小修时重新换管处理。

3 锅炉受热面管道的二次损坏

　　锅炉受热面发生事故类型很多，主要有短时超温过热、磨损疲劳、母材缺陷等原因，除此之外，受热面管损坏后造成的二次漏泄数量也较大，因为锅炉受热面承受高温高压，一旦爆管或漏泄，将对旁边的管子造成严重的威胁，经常发生锅炉爆管后，爆口喷出的汽流将邻近管子壁厚冲刷减薄，造成联锁漏泄事故的发生。从附表中可以看出，在10次损坏事故中，共损坏受热面管19根，因被冲刷造成二次损坏管数多达6根，占总数的32%。对这种损坏的预防，要加强运行监督管理，发现有超温超压及其它异常情况及时采取有效措施，受热面爆管确认 后，停机停炉要果断，避免事故的扩大。

4 结束语

　　火电厂相当大的一部分事故是由锅炉引起的，而过热器又是锅炉受热面事故的主角，如何确保过热器不发生漏泄、爆管等事故是解决受热面管损坏的关键。除了设计上从结构、布置以及选择最佳的过热器系统等多方面进行综合考虑外，还应在现场合理正确地选用钢材，避免管子超温运行；对设计方面存在的问题及制造、安装时遗留的缺陷，要及时进行处理；在机组检修时，要加大宏观检查、壁厚测量及蠕胀测量的力度。

作者单位：辽宁东港华能丹东电厂