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锅炉过热器爆管原因分

析及对策

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锅炉过热器爆管原因分析及对策

摘要：锅炉承压部件的安全运行对整个电厂的安全至关重要。文章

结合微水电厂实际，分析了过热器爆管泄漏的机理、原因及实际采取的

一些对策，以求对锅炉过热器设备的完好运行有所裨益。

关键词：锅炉过热器爆管电网

1前言

据统计，河北省南部电网锅炉各种事故约占发电厂事故的63．2％，

而承压部件泄漏事故又占锅炉事故的86．7％。因此迫切需要大幅度降低

锅炉临修次数。下面结合微水电厂实际，分析过热器爆管泄漏的机理、

原因及采取的一些对策。

微水发电厂锅炉型号为HG－220／100－4，露天布置，固态排渣煤粉

炉，四角切圆燃烧，过热器由辐射式炉顶过热器、半辐射屏式过热器、

对流过热器和包墙管4部分组成。减温水采用给水直接喷入，分两级减

温。炉顶管、包墙管和第二级过热器管用38×4．5的20号碳钢管组

成。第一级过热器和屏过热器用42×5的12Cr1MoV钢管组成。

2过热器爆管的主要原因

2．1超温、过热和错用钢材

2．2珠光体球化及碳化物聚集

针对12Cr1MoV钢分析，试验表明当12Cr1MoV钢严重球化到5级时，钢

的室温强度极限下降约11kg／mm2。微水发电厂1993年4月过热器爆管

的统计资料表明：因局部长期过热，珠光体耐热钢已达到了5级球化现

象，而它的塑性水平仍然比较高。发生球化现象以后，钢的蠕变极限和

持久强度下降。通过580℃下对12Cr1MoV钢的持久爆管试验，可以看出

到了球化4级的钢管，其持久强度降低1／3。影响珠光体耐热钢发生球

化的因素主要有温度、时间、应力和钢材的化学成份等。在钢中掺入

“V”这种强碳化物元素，可以阻碍珠光体的球化过程，只要能形成稳定

的碳化物，则球化过程减速。

通过对12Cr1MoV管试验发现，温度在540℃时，随着运行时间的增

加，钢的工作温度下蠕变极限和持久强度也相应降低。随着运行温度的

提高、时间的延长、应力的变化都会加速合金元素的固溶体和碳化物间

的重新分配现象。

2．3焊接质量

钢材焊接质量也是影响安全的重要因素之一。焊接的缺陷一般指焊

接接头裂纹未熔合、根部未焊透、气孔、夹渣、咬边，焊缝外形尺寸不

合格以及焊接接头的金属组织异常等现象。

2．4金属在高温下的氧化和腐蚀

2．5飞灰磨损

飞灰磨损一般发生在高温过热器下部弯头位置，飞灰的浓度增大，

灰粒的冲击次数增多，磨损更剧烈。

2．6锅炉运行的影响

2．6．1热偏差

由于结构和运行条件的影响，运行中某些管子的蒸汽温度和焓增量

会超过整个管组的平均值，即热偏差产生热偏差的管子，管内蒸汽温度

较高，甚至远超过了金属的管壁温度，从而造成长期严重超温。

形成热偏差的原因有以下2方面：

a．过热器受热不均匀热负荷大的管子，吸热量则大，焓增量也

大，其蒸汽温度和管壁温度也较高，受热产生热力偏差，另外烟气中温

度场和速度场分布不均匀性等，也会产生影响。

b．管内流量不均匀对于屏过而言，可以使外圈管子短路，减小其

阻力，增大蒸汽的流量；除外圈管子外，余下的蛇形管分成2部分：第1

个U形管靠近外圈的管子到第2个U形管换到里面，其它的以此类推。

这样可减小受热不均，同时各管的长度比较接近，可减少因管子的阻力

差而造成的流量不均，在运行时应保持燃烧稳定，防止火焰中心偏斜，

消除局部结渣现象，喷燃器投入力求均匀。

2．6．2影响汽温的因素

2．6．2．1烟气侧

a．燃料性质的变化尤其是水分和灰分增加时，燃料的热值降低，

须增加燃煤量，使汽温升高。如果煤粉变粗，着火延迟，则炉膛出口烟

温升高，相应汽温升高，造成管壁的金属温度上升。

b．风量配比变化对汽温的影响炉内的过剩空气量增加时，由于低

温空气吸热，使炉膛温度降低，辐射传热减弱，燃烧生成的烟气量增

加，烟气流速加快，对流传热增加，因而汽温升高；另外由于配风工况

的不同，使火焰中心发生偏斜，如增大上二次风，减小下二次风，火焰

中心会偏