屏式过热器爆管原因分析及处理

李永华 冯建龙

摘 要：主要对邯钢西区自备热电厂燃气锅炉的屏式过热器连续发生3次爆管事故的原因，从工艺设备和控制两个方面进行分析，并采取了一些改进措施，有效避免了此类事故的再次发生，为锅炉安全稳定运行提供了重要保障。

关键词：锅炉;过热器;爆管;措施

1 概述

邯钢公司西区自备热电厂总装机容量3×60WM，3台锅炉均为杭州锅炉集团有限公司设计生产制造的NG-260/9.8-Q型锅炉：高温高压、单汽包、自然循环、集中下降管、采用全膜式壁前吊后支结构形式倒“U”型布置。燃用高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气的纯燃煤气锅炉。

屏式过热器位于在炉膛上部，直接吸收炉膛的辐射热和高温烟气对流热，所以屏式过热器是在高温和高压环境下工作的，锅炉在运行中，如果过热器管子承受的温度超过极限值，就会发生爆管等事故。减温水分为一级减温和二级减温，采用给水通过减温器直接喷入过热蒸汽中，调节蒸汽温度使之不超，控制过热器管壁温度，防止管子过热爆管。

2 事故概况

2016年1#锅炉屏式过热器在1个月的时间里发生了3次爆管事故，均在“U”型弯处，共计10根管。爆口特征均为：（1）长约20～30mm，有鼓包现象，断面粗糙不平整，边缘为钝边。（2）周围有许多轴向裂纹。前2次爆管采取掐管措施后投运，第3次爆管，直接导致锅炉被迫停炉检修。

3 原因分析

3.1 设备检查

利用內窥镜对屏式过热器上联箱进行仔细检查，发现12组集箱24块隔板中的13块存在倾倒和裂开的情况，隔板在安装施工时为单面焊接，强度低，锅炉投运后，启停次数多，导致隔板在热胀冷缩的环境中，产生热交变应力，一旦其大于焊缝处的屈服极限应力时，焊缝开裂，并产生压差，随着运行时间的增加，隔板就有裂开角度增大甚至倒掉的情况发生，隔板的损坏，导致“U”型弯处管子内部蒸汽流量越来越低，最后蒸汽短路，造成管路干烧，也使得屏式过热器管子温度超温爆管。

前2次爆管采取掐管措施后，隔板倾倒导致同组集箱没有掐断的管子由于蒸汽短路，管路干烧，再次发生爆管。另外，根据爆口特征分析，屏式过热器管子也是由于长时间超温导致爆管。

3.2 管壁温度检测点工作异常

（1）屏式过热器管壁测温点热电偶固定块小，使用长05mΦ4mm的K型热电偶，由于过热器管壁温过高和存在振动，导致热电偶有烧爆、固定块脱焊和热电偶从固定块脱落的情况出现，使得过热器管壁温度测量不准确。

（2）热电偶接线盒位于过热器管子之间，热电偶补偿导线全部铺设在过热器管子中间的桥架，走向过热器平台西侧。过热器保温棉外白铁皮温度特别高，导致热电偶的补偿导线绝缘层烧坏，也会导致过热器管壁温度测量不准确。

桥架所在位置空间狭小，温度太高，屏式过热器管壁温度监测显示异常时，检修人员无法进入检修。只有到冬季锅炉停炉时，才能进行检修。由于爆管管壁温度测点测量不准确，岗位人员无法对其进行监控，就失去了参考依据，无法对过热器的运行状况做出调整和判断，导致屏式过热器一直处于没有监控的状态下超温运行爆管。

3.3 减温水不能投自动

一级减温水作为粗粗略调节，喷水量决定于减温器前的蒸汽参数，并保证屏式过热器管壁温度不超过允许值;二级减温水作为精细调节，控制过热器的出口汽温在额定值。一、二级减温水4个电动执行机构采用英国诸伊特公司的电动执行机构，型号为：JTV-64/S1825，水平安装，由于太重，电动执行机构重心和阀门重心不同心，下垂，导致一、二级减温水调节阀投自动时，由于动作特别频繁，经常出现卡死，调节阀不能动作的现象，减温水流量不能调节的问题，使得过热器的一、二级减温水调节系统失去控制功能，导致过热器温度不能得到有效控制。

4 改进措施

（1）对屏式过热器13块损坏的隔板，更换为新隔板，然后对24块隔板全部加装三角形限位挡板，并进行加固处理。对隔板倾倒的2组的换热管进行全部更换，以消除由于之前超温已经老化的钢管发生爆管的隐患。

（2）确保过热器温度测点准确。制作12个固定管璧测温点的热电偶固定块，孔径为Φ6mm，安装有夹紧热电偶的螺丝，用以替换原来的8屏式过热器壁温和4个一级过热器热端出口壁温的热电偶固定块。用6米或3米的热电偶代替原来0.5米热电偶。另外，对一级过热器冷端进口、出口和热段进口的8个蒸汽温度测点全部更换为长热电偶，把热电偶的接线盒就近分别固定在过热器平台的东西两侧。用耐高温补偿导线代替普通补偿导线，并更改线路走向，绕平台外侧走线，使补偿导线远离高温区域。消除了由于过热器温度高，导致补偿导线烧坏的隐患，达到随时可以对过热器温度进行检修的目的。过热器多个温度测点测量准确可靠，互为参考，实现岗位对过热器日常运行状态的准确分析和判断，一旦出现温度出现异常情况，可以及时做出调整。

（3）一、二级减温水4个调节阀进行移位改造;把阀门移位到水平直管段上，电动执行机构由水平安装改为垂直安装，解决了阀门和电动执行机构重心不同心，调节阀经常发生卡死的问题，实现减温水调节阀可以投自动，过热器不超温的目的。

5 结语

通过对1#锅炉屏式过热器进行隔板加固、壁温和减温水调节阀进行改造，然后在2#和3#锅炉大修时，逐步进行同样的改造。三年多来，过热器没有再发生爆管事故，为锅炉安全稳定运行提供了有力保障。

参考文献：

[1]白凤臣.工业锅炉设备与运行[M].北京：机械工业出版社，2016，（12）.

[2]周文.锅炉屏式过热器爆管原因[J].中国特种设备安全，2011（1）：60-61.

[3]徐巧生.某600MW超临界锅炉屏式过热器爆管原因分析[J].江苏电机工程，2012（5）：72-75.

作者简介：李永华（1983-），男，河北石家庄井陉县人，本科，工程师，2007年6月毕业于石家庄铁道学院电气工程及其自动化专业，主要从事热电厂仪控设备的维护工作。