鍋爐受熱面管相對于機(jī)械設(shè)備來說，它沒有運(yùn)動機(jī)械的劇烈磨損、振動和高度疲勞等問題，但由于其工作條件惡劣，受汽水品質(zhì)、運(yùn)行工況、煙氣流程條件的影響，爆管事故較多。據(jù)統(tǒng)計，2004年由于燃煤緊缺，煤質(zhì)大幅下降，鍋爐實際燃用的煤種嚴(yán)重偏離設(shè)計煤種，造成鍋爐運(yùn)行工況變差，致使鍋爐因超溫、磨損、高溫腐蝕等原因爆管不斷，全年韶關(guān)發(fā)電廠鍋爐受熱面共發(fā)生了14次爆管事故，其中10號爐高溫過熱器在短短的6天內(nèi)發(fā)生爆管事故2起，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，防止鍋爐受熱面爆管已成為提高電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。
　　
　　1設(shè)備概況
　　
　　韶關(guān)發(fā)電廠10號爐是東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司引進(jìn)美國福斯特·惠勒能源公司技術(shù)設(shè)計、制造的DG1025/18.2-Ⅱ型亞臨界、一次中間再熱自然循環(huán)鍋爐。鍋爐的主要設(shè)計參數(shù)見表1。
　　
　　高溫過熱器規(guī)格為57×9，材質(zhì)為T91鋼和12Cr1MoV鋼，懸吊在爐膛折焰角上方及水平煙道區(qū)域內(nèi)，共42排，順列布置，7管圈繞制，間距為571.5mm，管間采用圓鋼及滑動塊定位，為了使同屏各管的壁溫比較接近，在管排的入口處設(shè)置了不同尺寸的節(jié)流圈。有41,21.5,20,19.5,18.5等5種規(guī)格。
　　
　　2爆管的機(jī)理與特性
　　
　　過熱器管爆管可以分為長期過熱爆管和短期過熱爆管。長期超溫爆管主要發(fā)生在過熱器的外圈和高溫再熱器的向火面，短期超溫爆管一般發(fā)生在燃燒帶和燃燒器附近熱負(fù)荷較高的水冷壁的向火面，超溫程度越高，管材壽命越短[1]。
　　
　　2.1長期過熱爆管機(jī)理與特性
　　
　　過熱器管子在超溫幅度不太大的情況下，由于長期處于超溫運(yùn)行，使得金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降，蠕變速度加快，管子發(fā)生脹粗直至破裂。
　　
　　長期超溫爆管的破口一般為粗糙脆性斷口，邊緣粗鈍。爆口較小，呈鼓包狀，外表面有較厚的氧化皮，內(nèi)外壁形成許多縱向裂紋，但破口不明顯張開，組織結(jié)構(gòu)明顯發(fā)生變化，碳化物明顯球化，如圖1所示。珠光體石墨化，有時向晶界偏聚，合金元素由固溶體向碳化物轉(zhuǎn)移，在晶界處萌生蠕變孔洞，使材料韌性下降，塑性降低。
　　
　　2.2短期過熱爆管機(jī)理與特性
　　
　　由于異物堵塞管道，鍋爐燃燒不穩(wěn)等原因，導(dǎo)致管道傳熱惡化，局部溫度急劇上升，超溫幅度較大并且超過金屬材料的極限允許溫度，而引起管道超溫爆裂。
　　
　　短期超溫爆管的破口邊緣銳利，管壁厚度減薄很多，破口附近管子脹粗較大，破口常呈很大的喇叭型，外壁氧化不突出，無平行于破口的軸向裂紋，破口處的金相組織根據(jù)過熱程度不同而不同，常是淬硬組織或淬硬組織加鐵素體，破口處的硬度明顯高于其他部位[2]，如圖2所示。