锅炉爆管事故原因及预防

1、锅炉爆管事故原因及预防车 锐 杜 红锅炉的水冷壁管、过热器管的管壁过热破坏，管内汽水瞬时喷出的现象， 称为锅炉爆管。锅炉爆管事故在实际运 行中屡有发生，其原因较多：超温引起的锅炉爆管事故 原因及预防缺水造成的锅炉爆管：锅炉是不允 许缺水的，锅炉上装设水位计、水位报 警器、自动给水装置等是为了保证锅炉 运行时正常水位的。造成锅炉缺水事故 原因主要有：运行人员疏忽大意，对水位监视不 够，调整不及时或操作技术水平低等； 水位计假水位，蒸汽流量表或给水流量 表指示不正确，使操作人员做出错误判 断；给水自动调整器失灵；给水压力降 低，汽水压力减少；受热面烧损以后发 生严重泄漏而大量耗水，如水冷壁管、 对

2、流管或烟管损坏或爆管等，都会引起 缺水事故；排污不当或排污短管发生泄漏，都会引起水位下降至缺水事故；水位表的汽水连接管堵塞而引起的假水 位，造成的缺水假象。锅炉由于缺水，炉管的局部或大部 分得不到水的冷却，使管壁温度迅速升 高，机械强度很快降低，由于管子承压 产生的应力超过了材料的屈服极限，使 管子变形，鼓疱，直至爆破。锅炉运行中必须保持正常水位。当 水位低于最低安全水位线时称为缺水事 故。缺水事故可分为轻微缺水和严重缺 水两种。如果水位低于安全水位线，但 还能看见，或虽然已看不见水位，但对 允许采用“叫水法”的锅炉进行“叫水” 后水位很快出现时，属于轻微缺水；如 水位已看不见，用“叫水法”也

3、不能出 现水位时，属于严重缺水。锅炉“叫水法”操作步骤如下：开 启放水旋塞，关闭通汽旋塞，使水连管 得到冲洗；关闭放水旋塞注意水位是否在水位计中出现。此刻若出现水位，则为轻微缺水（说明在水连管以上尚有 水），若无水位出现，则发生了严重缺水（此时水连管处已无水，最高火界处已 无水冷却了）；叫水后开启汽连管考克， 使水位计恢复正常运行。若经判断确属轻微缺水时，应加大 锅炉给水量，迅速消除造成的缺水事 故，恢复正常水位。若判定为严重缺水， 则严禁向锅炉进水，应立即紧急停炉。 在进行锅炉缺水事故处理时，应注意水 位计的水位对照，将自动给水改为手动 给水。为了避免缺水事故，应经常注意监 视水位，定期冲洗

4、水位表，校对水位计 指示；严格控制、调节给水流量，使之 与蒸发量相适应；正确执行排污规定； 加强日常维护，定期检修锅炉；提高操 作人员的判断能力、操作水平，和处理 事故的实际能力，消除事故隐患；加强操作人员工作责任心，严格遵守操作规程。水质不良造成的爆管：锅炉水质不 良造成的爆管有以下三种情况：水质硬度高造成结垢损坏炉管：由 于水质硬度高，特别是永久硬度高，锅 炉金属表面很快就结上一层坚硬的水 垢，水垢越结越厚，甚至把水管堵塞，这 种情况多发生在受辐射热的水冷壁管 上。因为管子里面结了水垢，热量传不 到水中，炉管产生了蠕变（一般低碳钢 在450以上就开始产生蠕变），就会产 生鼓疱直至破裂。结垢

5、引起锅炉爆管的特点：爆管是 由于长期过热产生的，爆口有蠕变和鼓 疱现象；同一根爆管上可能有若干个爆 破口；爆管处一般出现在高温区或同一 循环回路的水循环相对较弱的区域；爆 管处因处于高温下长期工作，因此有明 显的氧化腐蚀现象，也有脱碳现象。氧腐蚀损坏炉管：由于中、低压锅 炉没有除氧设备，给水中溶解氧的含量 往往很高，炉水受热后，溶解氧便从水 中退出，进而腐蚀锅炉金属。氧腐蚀按 其性质属于电化学腐蚀。氧腐蚀主要表 现为局部的坑点。影响氧的腐蚀主要因 素有:通常溶解氧质量浓度越高，腐蚀 越快；温度升高，氧腐蚀速度加快；锅 炉热负荷增加，金属腐蚀加快；水流速 度越快，氧的扩散越快，锅炉腐蚀速度 越快

6、。经验证明，未经除氧的热水锅炉 和蒸汽锅炉的给水管路、钢管省煤器入 口端及下降管最易遭受氧的腐蚀。溶解盐腐蚀损坏炉管：锅炉给水中 含盐量大小是不同的，特别是存在氯化 钙和氯化镁含量的给水，这种高含盐水 进入锅炉，在锅炉内成为很好的电解 质，在进水附近的对流管束，尤其是烟 温较高的对流管束处，电化学腐蚀以很 快的速度进行，这样很快将管子烂透。 锅炉水质不良的主要原因：操作人 员责任心不强，对水质控制、化验不严，导致不合格的给水进入锅炉；锅炉无水处理和除氧设备，未经处理的水送入锅炉；锅炉排污不正常或不按规定时间和 排污率进行排污；饱和蒸汽带水或经常 满水，发生汽水共腾事故，汽水分离效 率差，给水清

7、洗装置不严密。预防锅炉水质不良的措施：加强操 作人员的责任心，做好锅炉给水的处理 工作；严格检查、化验锅炉给水的各项 指标，达到规定要求；严格控制饱和蒸 汽的含盐量；提高汽水分离器的分离效 率和检修质量，保证给水清洗装置严密 性；锅炉运行中严防高水位、超负荷和 超温运行。水循环不正常造成的爆管，其原 因：设计结构不合理，下降管、上升管 分布和分配偏差太大而导致水循环不 良，造成个别管路水流速过低，甚至产 生停滞、倒流现象，而使管子局部产生 汽化而管壁长期过热而引起鼓疱、爆 管；由于炉内各循环管路的阻力不均 匀，阻力较大的管路水流量和水速度都 较低，会使局部产生汽化而过烧，发生 爆管；热负荷过低

8、或过高的管子均有可 能发生爆管的可能；因异物堵塞水管而 造成水循环的破坏，使水管烧坏。预防水循环不正常的措施：在结构 上尽量设计得合理些，使锅炉整体有一 个良好的水循环系统；尽量减少热负荷 偏差和流量偏差；管路布置时应尽量减 少流动阻力的偏差；上升管与水平面的 倾角不应小于15°，上升管最好直接引 入上锅筒，且最好引至上锅筒水空间； 下降管应连接在锅筒水位最低位置，与 连接在水空间的上升管保持足够的距 离；下降管应直立布置，减少转弯；下 降管应不受热或有可靠绝热；在下联箱 上，上升管、下降管、排污管管口应互 相错开；尽量避免锅炉超负荷运行。在制造、运行中因管材损 伤造成的爆管原因及预

9、防：在制造中因弯管机有缺陷，将管子 弯头外弧面拉伤形成纵向裂纹或因弯曲半径过小引起弯头外弧面裂纹，也有因弯管而导致弯头外侧壁厚减薄太多，内 侧产生折皱；在制造过程中受热面管子 受机械挤压或切割磨削损伤；由于烟速 设计不当造成受热面局部磨损等引起锅 炉管的局部强度降低而使炉管破裂或爆 管。通常在锅炉制造中应对弯管进行通 球试验，对焊接连接管处进行探伤，对 整根焊接管子及修理后的锅炉本体进行 水压试验。在运行中应按锅炉运行、检 验、检修规程对锅炉定期检查和检验， 发现问题应及时处理，以防止事故的扩 大。锅炉管原材料质量缺陷而造成的爆管事故原因及预防： 锅炉管材质的缺陷主要有：管子的 化学成分和机械

10、性能不能满足设计要 求；有严重的局部腐蚀；在轧制过程中出现夹层、偏心和化学成分偏析等缺 陷；有气孔、砂眼、裂纹、折皱等缺陷。对上述问题的预防，首先锅炉制造 厂在选购炉管时，必须购买技术监督主 管部门和船检部门认可的专业制造厂生 产的锅炉管，每批锅炉管必须符合 GB3087-1999“低中压锅炉用无缝钢管” 标准和船检“规范”的相关要求，原材 料必须有合格的质量证明书。锅炉管不 可采用 GB/T8162-1999“结构用无缝钢 管”和 GB5312-1985“船舶用碳钢无缝 钢管”中的 20碳钢管，因为这种无缝 管不能保证锅炉管的高温力学性能，也 未对钢管进行涡流等方式的探伤，管子 很可能有缺陷

11、。应加强对新进厂锅炉管 的复验工作，管材必须有超声波探伤、 涡流探伤和水压试验证明，尤其在焊接 前管头的清理中，要仔细检查有无裂纹 缺陷。锅炉安装缺陷原因而造成的锅炉爆管：锅炉安装时能直接造成炉管变形、 泄漏的原因主要有：在锅筒的汽水分离 器或锅炉水管内留有异物；炉管伸出联9 3 CHINA SHIP SURVEY 2004.5.。箱的长度过长；水位表因安装不正确产生假水位；炉管对接时跑偏或未焊透。 锅炉安装完毕后，一定要检查锅筒、锅炉水管、联箱内是否留有异物；锅炉水位表、炉管等部位的安装必须按照技术监督主 管部门和船检部门批准的锅炉安装工艺进行；锅炉安装完毕后， 应由技术监督主管部门和船检部

12、门组织验收。定期排污操作不当原因而造成的锅炉爆管：锅炉排污分为定期排污和连续排污两种。连续排污又称表面 排污，多用于大、中型锅炉；定期排污一般用于中、小锅炉。定 期排污在锅炉高负荷时，一般不要进行水冷壁联箱的排污，以免 影响水冷壁的正常水循环，造成爆管、过热以至爆炸。若必须进 行时，要降低锅炉负荷。在排污期间，排污管区域附近的上升管有可能出现停滞、倒 流或水循环迟缓的现象，如果引出管是接至锅筒的汽空间，那么 倒流也会转变为停滞。水循环停滞时，在停滞管的转弯处、焊瘤 或倾斜管段上容易堆积汽泡，使管壁过热而发生爆炸。如果排污时间过长，将使炉管产生一定的膨胀和冷缩，由于 金属和水垢的膨胀系数不同，从而造成水垢脱落堵塞或部分堵塞 炉管，影响水循环，发生爆管事故。定期排污操作不当而引起的爆管有以下特点：爆管时短期过 热造成的，炉管无明显的蠕变鼓疱现象；爆管发生在于排污口邻 近的13根管子上，与爆管相近的炉管也有变形或过热现象；爆 破口拉得很薄，通常 0.5mm；爆管及变形管的背火面（靠炉墙 边）也有因缺水而过热氧化的迹象；金相检查，有过热的魏氏组 织和脱碳现象，爆管>900。为了避免排污时引起的局部水循环混乱，必须严