某廠1991年11月安裝了兩臺SGL20—1.25/250—AⅡ型鍋爐。投入運(yùn)行后，其中一臺2#爐在短短兩年多的時(shí)間內(nèi)發(fā)生了三次過熱器爆管事故。

1 事故經(jīng)過

第1次爆管發(fā)生在1993年初。停爐檢修時(shí)只是更換了全部38根過熱器管后，于1993年11月重新投入運(yùn)行。

第2次爆管發(fā)生在1994年1月29日。當(dāng)時(shí)有4根過熱器管發(fā)生爆管，位置為右數(shù)第6、7、8、33根。累計(jì)運(yùn)行時(shí)間為913小時(shí)。爆管后作了宏觀檢查。在更換了24根過熱器管并清理了百頁窗式汽水分離器后，于1994年2月23日恢復(fù)了運(yùn)行使用。

第3次爆管發(fā)生1994年3月12日，右數(shù)第7根過熱器管爆管，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間僅400小時(shí)。事后作了宏觀和金相檢查。

對后兩次爆管進(jìn)行宏觀和金相檢查，發(fā)現(xiàn)存在以下兩種典型破口：

①因管內(nèi)被雜物堵塞而產(chǎn)生的短時(shí)超溫爆管 第二次爆管中右數(shù)第33根，爆破口位于彎管圓弧內(nèi)側(cè)。長21mm，寬4.5mm。破口邊緣鋒利呈刃狀。破口附近產(chǎn)生鼓皰，尺寸為12×23.5×4（mm）。管子脹粗明顯。具有典型的韌性斷裂特征。為短時(shí)超溫爆管。管內(nèi)有深紅色磚樣異物，已將管子完全堵塞。

②因管內(nèi)集積鹽垢而產(chǎn)生的長時(shí)超溫爆管 如：第二次爆和中右數(shù)第8根。破口距管子彎曲起點(diǎn)28mm，破口長27mm寬6mm。破口處鼓皰凸起8mm，破口邊緣厚0.6mm左右。兩側(cè)有大量平行于爆破口的裂紋，分布于60~43mm范圍內(nèi)的管外壁上。管子直徑由φ38mm脹粗至φ40mm。靠近破口附近有80mm長的一段脹粗至φ42mm。從管子橫斷面觀察，管內(nèi)附著鹽垢，厚度為1.5~3mm不等。又如：第三次爆管的右數(shù)第7根，爆破口距管子彎曲起點(diǎn)56mm，長13mm、寬0.7mm。破口處鼓皰凸起1.5mm，管內(nèi)存在大量黑色粉末。該粉末遇水后滑膩呈堿性。

第三次爆管發(fā)生后，廠方取樣進(jìn)行了金相分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)爆管破口處附近的組織為鐵素體＋石墨碳。石墨碳大部分沿晶分布。破口外壁有氧化鐵，邊緣有呈網(wǎng)狀分布的氧化鐵。破口處晶粒長大至4級，裂紋沿晶擴(kuò)展。就是說管子處于加熱溫度過高狀態(tài)，造成過燒出現(xiàn)沿晶氧化。并且管子長時(shí)間運(yùn)行，炭化物嚴(yán)重偏聚在晶界，降低了材料強(qiáng)度。

2 存在問題及原因分析

因管內(nèi)雜物堵塞而引起的爆管不再多加分析。以下只對由于管內(nèi)結(jié)垢而引起長時(shí)超溫爆管進(jìn)行分析，以便找出改進(jìn)措施，杜絕事故的再次發(fā)生。經(jīng)過該鍋爐進(jìn)行了全面檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在以下問題：

①鍋筒內(nèi)汽水分離裝置存在缺陷，造成蒸汽大量帶水進(jìn)入過熱器。

在現(xiàn)場鍋爐檢驗(yàn)中我們看到，由于安裝鍋內(nèi)裝置時(shí)將汽水分離擋板與右端連接的定位螺栓向外偏移了13.5mm，致使分離擋板與汽包包體間在2.5m長的范圍內(nèi)出現(xiàn)13.5mm的間隙，造成部分汽水混合物短路，即不經(jīng)過水下孔板而直接通過百面窗式分離器進(jìn)入過熱器，使進(jìn)入過熱器的蒸汽帶水。鍋水中一般含有較濃的鹽份，蒸汽帶水勢必會使過熱器管集積鹽垢。

②水質(zhì)管理方面存的問題

該鍋爐雖然使用了軟化、脫堿、除氧的水處理措施且設(shè)備比較完善，但由于操作中沒有很好按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，經(jīng)常出現(xiàn)問題。如1994年元月15~28日記錄的原始數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)水質(zhì)管理方面存在以下三個問題：

①鍋水堿度經(jīng)常超標(biāo)。摘錄的14天內(nèi)就有7個班次超標(biāo)，最大值達(dá)23mg/L（標(biāo)準(zhǔn)為14mg/L）。

②沒有測定鍋水的PH值。根據(jù)P—堿度和M—堿度記錄值推算，鍋水的PH值有5個班次超標(biāo)。

③沒有測定鍋水的溶解固形物，因而無法計(jì)算氯鹽比，也難于通過測定C1( 去控制鍋水的含鹽量，且無法計(jì)算和控制相對堿度。

鍋水堿度過高會使水面泡沫層增厚，分離效果大大下降，也是造成蒸汽帶水的重要原因。同時(shí)水隨蒸汽進(jìn)入過熱器，使鹽分沉積在管壁上阻礙傳熱。

綜上所述，我們認(rèn)為鍋水堿度過高和鍋內(nèi)汽水分離裝置故障是造成該鍋爐過熱器連續(xù)發(fā)生爆管事故的主要原因。2#爐存的問題，1#爐基本不存在。

3 改進(jìn)意見

（1）更換過熱器管時(shí)要認(rèn)真進(jìn)行管子吹掃，并運(yùn)行通球試驗(yàn)。對通球合格的管子在裝配前應(yīng)采取措施防止異物進(jìn)入管內(nèi)。對現(xiàn)有的過熱器管逐根檢查內(nèi)部確保暢通。

（2）拆下汽水分離擋板檢修，調(diào)正位置后嚴(yán)格按圖紙要求安裝。清理百頁窗式分離器。

（3）改善水質(zhì)管理。

①嚴(yán)格控制鍋爐鍋水的含鹽量和堿度，測定氯鹽比。將含鹽量控制在≤3000mg/L，總堿度≤14mg/L。

②嚴(yán)格將PH值控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)（10~12）。建議最好控制在10.8~11.3以內(nèi)。

③將鍋水相對堿度控制在0.2以下。

④鍋爐在運(yùn)行中按操作規(guī)程要求，加強(qiáng)排污操作。改進(jìn)以后，安全運(yùn)行至今，再未發(fā)生過熱器爆管事故。