锅炉运行中发生“四管”爆破的原因分析

（一）锅炉运行中炉内燃烧工况组织不好，炉膛存在火焰偏斜，冲刷，温度场分配不均，存在局部较高等现象，使部分受热面积灰、结焦，部分受热面金属管壁结焦、积灰后，由于其热阻增加，与高温烟气换热能力下降，燃料燃烧释放的热量不能及时被受热面吸收，使炉内温度升高，造成部分管壁过热，金属管壁超过其额定温度运行时，有短期超温和长期超温两种情况，因此造成受热面过热爆管有短期过热和长期过热两类现象，受热面短期过热是指锅炉受热面内部工质短时间内换热状况严重恶化时，壁温急剧上升，使钢材强度大幅度下降，会在短时间内造成金属过热引起爆管。导致短期过热的原因有：管内汽水流量严重分配不均；炉内局部热负荷过高；管子内部严重结垢；异物严重堵塞管子；错用钢材等。长期过热主要发生在高温过热器的外圈向火面，低温过热器也可能发生，受热面过热后，管材金属超过允许使用的极限温度，内部组织发生变化，降低了许用应力，管子在内应力作用下产生塑性变形，最后导致超温爆管；另外，受热面长期过热时，锅炉受热面管子由于热偏差、水动力偏差或积垢、堵塞等原因，管内工质换热较差，金属长期处于幅度不很大的超温状态下运行，管子金属在应力作用下发生蠕变（管子胀粗），直到破裂爆管。

（二）锅炉运行中产生热疲劳：锅炉在使用过程中，如果启、停频繁、工况剧烈变动、、负荷大幅增减、汽温、汽压波动剧烈，使受热面管壁在交变应力作用下产生金属疲劳，会引起管壁强度下降，导致运行中产生爆管事故。

（三）锅炉运行中局部受热面飞灰磨损，磨损会使受热面管壁减薄，强度降低导致爆管。飞灰磨损与飞灰速度、粒度、管束布置形式等有关。运行经验表明当锅炉负荷过高，受热面结焦、积灰形成烟气走廊等情况下受热面管壁磨损较为严重，这类事故较多发生在省煤器，造成省煤器爆管的最主要的原因是飞灰磨损和焊接质量这两方面。运行实践表明，在锅炉的过热器、省煤器和空气预热器三个主要对流受热面中，省煤器的磨损最严重。因为省煤器通常是错列布置，烟气对错列管束的冲刷比较强烈，磨损比顺列布置严重得多，而且省煤器处的烟气温度比较低，烟气中灰粒相对较硬，这两个因素使得省煤器磨损比过热器及空预器严重的多，导致磨损的原因有：燃煤含灰量高，飞灰中夹带硬颗粒；烟气流速过高或局部烟速过高；烟气含灰浓度分布不均，局部灰浓度过高。通常可采用减少飞灰撞击管子的数量、降低烟气流速或增加管子的抗磨性来防止飞灰磨损。如：①控制烟气流速，尤其是烟气走廊处的烟气流速，因此在安装和维修时，应尽量减小省煤器管子与墙之间的距离，同时使各蛇形管间距离要尽量均等；②对于局部烟气流速过高的地方，应在管子易磨损部位如：弯头处、第二第三排管子、靠后墙的几排管子等地方加装防磨装置；③对省煤器管冷喷涂高温耐磨涂料来增加管子的抗磨性。

（四）锅炉运行中管壁内部结垢及腐蚀造成爆破：锅炉运行中，如果凝结水硬度超标，给锅炉给水带来硬度，混入给水的少量杂质，通过炉水处理使其或成为水渣或成为胶状物质溶解在水中通过排污排走，如果定期排污不能按规定进行，连排不能正常运行，由于炉水水质不合格，运行中，蒸汽带水或蒸汽溶盐，使部分杂质在受热面管壁内部沉积，特别是当运行中汽水品质长时间超标，如果汽包水位较高时，汽水分离效率变差，金属管壁内部结垢会进一步加剧，管壁内部结垢后，管壁厚度增加，热阻加大，与烟气对流换热能力相对下降，烟气对管壁的放热不能被内部工质及时带走，使金属管壁结垢处局部过热，热应力集中，管壁金属强度下降，达到一定程度会造成爆管事故。一般运行条件下，炉水pH 值在9.0～11.0 之间不会发生腐蚀，但当给水和凝结水有硬度，溶解氧长期超标和不能按规定进行排污的情况下，金属表面会附着有沉积物。由于管内沉积物导热性差，水冷壁管壁温度上升，渗透在沉积物下面的炉水就会急剧浓缩，结果沉积物下的炉水各种杂质含量很高，产生垢下腐蚀。当炉水渗进附着的沉积物或腐蚀产物层中，在高的热负荷下浓缩成碱性的浓缩液，其浓度可达过饱和状态。浓缩中的碱可直接侵蚀金属，存在于炉水中的盐类也促进腐蚀过程的发展，金属热负荷高既是腐蚀的必要条件，又是加剧腐蚀的充分条件，一旦炉管开始腐蚀，就具有自动催化的趋势和腐蚀产物加厚的结果，使炉水在其中蒸发浓缩的现象加重，也使传热不良情况趋于恶化导致腐蚀过程的加速进行，在腐蚀过程中，金属晶粒边界处首先受到腐蚀，而且容易沿晶粒边界发展，同时会产生氢气和甲烷，这些气体产物虽可被压缩，但因为气体体积远大于被腐蚀掉的钢铁，因而在晶界上产生巨大的应力，这种内应力足以迫使晶粒彼此分离而形成晶间裂纹，从而产生由碱性腐蚀引起的应力腐蚀破裂，造成脆性爆管。

（五）锅炉运行中运行操作不当，使受热面严重超温或超压，特别是在机组启、停过程中升温升压（或降温降压）速度过快，使金属材料收到较大热应力冲击，多次热应力冲击叠加后造成爆管事故。

（六）锅炉安装及检修过程中焊接工艺落后，焊接质量不高，或者处理工艺不好，在焊口处容 易形成应力集中区域，多数爆管事故都发生在焊口处就表明与焊接有关。

（七）锅炉安装及检修过程中错用管材或管材质量本身太差，存在分层、加渣等缺陷，运行时受温度和压力影响，缺陷扩大就会导致过热器管爆管。

（八）其它原因：如机械原因和多种形式的化学腐蚀，锅炉设备金属管壁及联箱、弯管、弯头、等处膨胀受阻，水冷壁晃动或燃烧器与水冷壁鳍片处焊缝受力过载拉裂、管内杂物堵塞、外力破坏（如调大焦、部件脱落）等造成爆管事故发生。