1、前 言
某電廠鍋爐系東方鍋爐集團(tuán)股份有限公司2002年制造，型號(hào)為DG1025/18. 2-Ⅱ14。于2003年12月安裝完畢并投運(yùn)，到2006年2月底，4號(hào)機(jī)組己累計(jì)運(yùn)行約14000 h，2006年2月28日因過(guò)熱爆管造成設(shè)備故障1次，爆管部位材質(zhì)為Gl02，規(guī)格為φ57 mm×9 mm。全面分析爆管原因，對(duì)于指導(dǎo)事故處理工作，加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行管理、提高機(jī)組安全可靠性具有重要意義，富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
2、爆管原因分析
2.1現(xiàn)場(chǎng)檢查
2.1.1破口位置。高溫過(guò)熱器南數(shù)第12屏后U型彎頭上部從前往后數(shù)第3根為首爆口，吹爆第4，5，6，7根，吹薄第1，2，8，9，10，11根管，其中，第1，8，9，10，11根管材質(zhì)為T91，第2，3，4，5，6，7根管，材質(zhì)為G102。
2.1.2破口基本情況。首爆口呈喇叭口型，破口是刀刃型斷口，邊緣較為鋒利，爆管破口漲粗明顯，爆口沿縱向撕裂，共約長(zhǎng)250 mm，最寬處約68 mm，爆口外有和爆口同向的裂紋。裂紋管子外壁呈黑灰色，裂紋管子外壁有明顯的氧化層，最大厚度約0.5 mm，易剝落，內(nèi)壁也有明顯氧化膜，最大厚度約0.3 mm，易剝落。向火面管壁有所減薄，離爆口140 mm處壁厚為6 mm，爆口背面管壁無(wú)明顯變化，為8.5 mm。管徑爆口附近管段有明顯漲粗，離爆口1 500 mm處，管徑為60.0 mm。
2.1.3爆管相鄰管屏檢查情況。第15屏外徑檢查Q57.1～57.4 mm，第17屏外徑檢查為Q57. 2～57.3 mm，第16屏第1，2，4，5，6，7根管外徑檢查小于57.4 mm，均無(wú)明顯脹粗。
2.1.4 高溫過(guò)熱器內(nèi)窺鏡檢查情況和割管檢查
由于現(xiàn)場(chǎng)檢查只發(fā)現(xiàn)首爆管管段脹粗且表面存在較厚的氧化膜，初步分析此管爆管是由于有異物堵塞導(dǎo)致蒸汽流動(dòng)不暢，散熱慢，管壁溫度升高，機(jī)械性能下降引起過(guò)熱爆管。為了查明爆管原因，找到堵塞異物，對(duì)高過(guò)南數(shù)第16個(gè)入口聯(lián)箱進(jìn)行了內(nèi)窺鏡檢查，發(fā)現(xiàn)在第3根管附近有2塊金屬異物，當(dāng)即取出了異物。
2.2 首爆管理化檢驗(yàn)
2.2.1 光譜分析。對(duì)爆管部位取樣進(jìn)行了光譜分析，分析結(jié)果為Gl02，與設(shè)計(jì)材質(zhì)相符。
2.2.2拉伸試驗(yàn)。取3組試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，取樣位置分別為爆口附近，離爆口約800 mm處和1 800mm處，結(jié)果如表1～3所示，GB 5310-1995中規(guī)定G102抗拉強(qiáng)度值為540～736 MPa。
拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，爆口附近管中各試樣的抗拉強(qiáng)度均在合格范圍內(nèi)，但抗拉強(qiáng)度值均偏低，接近標(biāo)準(zhǔn)要求的下限值。以爆口兩側(cè)抗拉強(qiáng)度最低。
離爆口約800 mm處的管子，爆口位置的試樣（試樣1）的抗拉強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)值，不合格。其余試樣抗拉強(qiáng)度值均偏低，接近標(biāo)準(zhǔn)要求的下限值。
離爆口約1800 mm處管試樣抗拉強(qiáng)度值均較低，接近標(biāo)準(zhǔn)要求的下限值。
2.2.3金相分析
a．取樣位置
離爆口1 800 mm處（試樣1）和爆管爆口處背火面試樣（試樣2）、爆口最大處（試樣3）和裂紋尖端（試樣4）4處取樣進(jìn)行金相分析。
b．分析結(jié)果
試樣1爆管管子離爆口1800 mm處金相組織為貝氏體，試樣2爆口背面處的金相組織為貝氏體，試樣3爆口起始處金相組織為貝氏體，試樣尖端晶粒有明顯變形，并有晶粒重結(jié)晶現(xiàn)象，試樣4裂紋尖端處金相組織為貝氏體，與破口同向的裂紋為沿晶裂紋。
2.3綜合分析
管子首爆口呈喇叭口形，破口是刀刃型斷口，邊緣較為鋒利，爆管破口漲粗明顯，管徑爆口附近管段有明顯漲粗，具備短時(shí)過(guò)熱爆管宏觀特征，爆口起始處尖端試樣金相組織晶粒有明顯變彤，并有晶粒重結(jié)晶現(xiàn)象，說(shuō)明管子有塑性變形，具備短期超溫爆管特征，但管壁超溫未超過(guò)鋼的下臨界點(diǎn)。
爆管內(nèi)外壁均有明顯的氧化層，且爆口以外有許多和爆口同向的小裂紋，呈現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)超溫運(yùn)行爆管的宏觀特征，拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，管子的抗拉強(qiáng)度在距爆口800 mm處爆口方位的的試樣抗拉強(qiáng)度值低于標(biāo)準(zhǔn)要求的下限值，不合格。其余試樣雖在合格范圍內(nèi)，但所有試樣強(qiáng)度值均偏低，接近標(biāo)準(zhǔn)要求的下限值，說(shuō)明管子超溫運(yùn)行導(dǎo)致機(jī)械性能下降。
所以高溫過(guò)熱器管是由于第16屏入口聯(lián)箱內(nèi)前數(shù)第3根管附近有金屬異物堵塞使管子有效通流面積減小，造成此管內(nèi)蒸汽流速緩慢，散熱慢，發(fā)生管壁長(zhǎng)期超溫，引起管子機(jī)械性能的下降，最終此管可能全部堵塞，導(dǎo)致管壁溫度發(fā)生低于鋼的下臨界點(diǎn)的短時(shí)超溫，承受不起溫度和壓力作用，發(fā)生爆管。
3、處理措施
3.1對(duì)所有爆管和管壁被吹薄較嚴(yán)重的11根管段進(jìn)行了更換處理，共計(jì)24個(gè)焊口，其中6個(gè)為G102焊口，6個(gè)Gl02/T91焊口，12個(gè)T91焊口，焊接工作由有相應(yīng)合格項(xiàng)目的合格焊工擔(dān)任，焊前制定了焊接工藝，進(jìn)行了模擬試樣焊接，現(xiàn)場(chǎng)焊口進(jìn)行了1000/射線探傷，均合格。
3.2 割開了第16屏入口聯(lián)箱連通管，將金屬異物取出．并對(duì)連通管進(jìn)行了恢復(fù)性焊接，焊口經(jīng)射線探傷合格。
3.3對(duì)同類型爐南數(shù)第16屏前數(shù)第3根管進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)脹粗和表面氧化現(xiàn)象。
3.4 2006年4月份大修時(shí)對(duì)此爐高溫過(guò)熱器42個(gè)進(jìn)口聯(lián)箱和Ⅰ，Ⅱ級(jí)減溫器各2個(gè)聯(lián)箱進(jìn)行了割管檢查，從南數(shù)第16屏進(jìn)口聯(lián)箱和北側(cè)減溫器聯(lián)箱中又檢查并取出了金屬異物，見圖2。
4、結(jié)論與建議
此爆管事例及檢驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，該爐在制造和安裝時(shí)沒(méi)有嚴(yán)格按照鍋爐監(jiān)察規(guī)程的要求，對(duì)所有聯(lián)箱開口檢查，因而導(dǎo)致發(fā)生高溫過(guò)熱器超溫爆管事故的發(fā)生。為了防止類似的鍋爐爆管問(wèn)題發(fā)生，提出如下建議：
4.1防止鍋爐“四管”爆破，必須從源頭抓起，應(yīng)該加強(qiáng)基建、運(yùn)行和檢修全過(guò)程的鍋爐監(jiān)察，以消滅事故隱患，避免重大經(jīng)濟(jì)損失。
4.2深化檢修管理，認(rèn)真做好鍋爐防爆管理檢查，做到大、小修全面查、臨修節(jié)檢重點(diǎn)查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理并做好詳細(xì)記錄，進(jìn)行趨勢(shì)及原因分析，制定處理和防范措施。嚴(yán)格按檢修工藝規(guī)程施工，防止錯(cuò)用鋼材和焊材事故的發(fā)生。
4.3 強(qiáng)化運(yùn)行管理，嚴(yán)控金屬壁溫超溫，要求溫度報(bào)警值準(zhǔn)確可靠；嚴(yán)格設(shè)備定期巡回檢查制度，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行鍋爐“四管”爆漏部位，防止事故擴(kuò)大。
4.4嚴(yán)格執(zhí)行“四管”防爆管理制度，“四管”檢查分片包干管理制度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題重獎(jiǎng)重罰規(guī)定、貫徹“安全第一、預(yù)防為主，關(guān)口前移、閉環(huán)管理”的方針，做到工作有計(jì)劃、有方案、有落實(shí)。提高檢驗(yàn)和檢修質(zhì)量。提高設(shè)備可靠性，從而最大限度地減少鍋爐“四管”爆漏，減少非計(jì)劃停運(yùn)。
(信息來(lái)自：富通新能源生物質(zhì)鍋爐
http://sxktls.com/swzglcp/)
