鍋爐爆管的原因及處理措施

摘 要：現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)水平較以往出現(xiàn)了明顯提升，尤其是重工業(yè)設(shè)備的制造水平，然而由于種種因素，鍋爐制造和應(yīng)用的過(guò)程中存在些許隱患，影響了作業(yè)安全?；诖?，本文以鍋爐爆管的原因作為切入點(diǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)與制造問(wèn)題、應(yīng)力分布問(wèn)題等給予簡(jiǎn)述，再以此為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)例論述鍋爐爆管的處理措施，以期通過(guò)分析明晰問(wèn)題、完善理論，為后續(xù)的實(shí)際工作提供參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐爆管；焊接缺陷；應(yīng)力分布；管道堵塞

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.050

0 前言

鍋爐爆管是指蒸汽鍋爐的管線在一些客觀因素的作用下突然爆破，爆管時(shí)有明顯的爆破聲和噴汽聲，還會(huì)出現(xiàn)水位迅速下降、氣壓明顯降低等情況，如果鍋爐存在缺水情況，可能釀成更為嚴(yán)重的事故。我國(guó)近年來(lái)鍋爐爆管問(wèn)題得到了一定控制，發(fā)生率較低，考慮到安全生產(chǎn)的需要，進(jìn)一步分析鍋爐爆管的原因及處理措施有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 鍋爐爆管的原因

1.1 設(shè)計(jì)與制造問(wèn)題

鍋爐爆管問(wèn)題在各地工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中時(shí)有發(fā)生，雖然總發(fā)生率并不高，但會(huì)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡，對(duì)各類事故進(jìn)行評(píng)估，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造問(wèn)題是導(dǎo)致鍋爐爆管的主要原因之一。設(shè)計(jì)上未能考慮氣體流通交換、壓力釋放很可能導(dǎo)致爆管，制造時(shí)需要重視砂眼以及裂縫等等缺陷，焊接工作的質(zhì)量也必須得到有效保證。2015年9月，沈陽(yáng)某地發(fā)生鍋爐水冷壁爆管問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)該鍋爐在制作過(guò)程中主要采用單面焊工藝，導(dǎo)致鰭片撕裂，引起水冷壁爆管。

1.2 應(yīng)力分布問(wèn)題

應(yīng)力分布問(wèn)題導(dǎo)致的鍋爐爆管相對(duì)而言并不多見(jiàn)，該問(wèn)題主要由于安裝焊接時(shí)未能注意屏間壓力所致，會(huì)導(dǎo)致鰭片的撕裂并擴(kuò)展，一旦出現(xiàn)泄漏事故，內(nèi)外壓差作用下很可能出現(xiàn)爆管[1]。2016年9月，河北某發(fā)電場(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)出現(xiàn)鍋爐爆管問(wèn)題，技術(shù)人員針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)執(zhí)行生產(chǎn)作業(yè)的鍋爐屬于新式鍋爐，未經(jīng)調(diào)試即投入使用，結(jié)合其工作參數(shù)和額定標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)該鍋爐存在前后墻不同管屏間應(yīng)力集中的情況，在事故問(wèn)題的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員額外進(jìn)行了參數(shù)收集和壓力模擬，發(fā)現(xiàn)前后墻不同管屏間應(yīng)力的差異超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)1.8倍，這是導(dǎo)致鍋爐爆管的主要原因。

1.3 鍋爐管道堵塞

鍋爐管道堵塞屬于典型的機(jī)械故障，該故障類型較為多見(jiàn)，主要由管理、運(yùn)維不當(dāng)所致。一般而言，鍋爐在持續(xù)作業(yè)中很容易產(chǎn)生一些含有煙塵的廢氣，這些廢氣中的固化物可能長(zhǎng)期滯留在鍋爐管道中[2]。此外，如果鍋爐與外界聯(lián)通，空氣中的廢墟、粉塵也可能進(jìn)入鍋爐管道，久而久之導(dǎo)致堵塞，北方地區(qū)還可能存在冰雪堵塞問(wèn)題。當(dāng)鍋爐管道處于堵塞狀態(tài)下時(shí)，受熱面管道會(huì)在作業(yè)過(guò)程中快速出現(xiàn)超溫過(guò)熱的問(wèn)題，如果未能及時(shí)給予處理，水、空氣等冷卻介質(zhì)無(wú)法正常進(jìn)入鍋爐管道進(jìn)行冷卻作業(yè)，很可能導(dǎo)致爆管事故。

2 鍋爐爆管的處理措施

2.1 提高設(shè)計(jì)與制造水平

在工藝無(wú)明顯優(yōu)化的前提下，為提高鍋爐管道的設(shè)計(jì)與制造水平，建議通過(guò)更換材料的方式，降低裂縫、腐蝕等風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生幾率。例如：可將滲鋁管，應(yīng)用到管道的設(shè)計(jì)過(guò)程中。借助該材質(zhì)在耐高溫、耐腐蝕方面的優(yōu)勢(shì)，使水冷壁管道的高溫腐蝕進(jìn)程，能夠得到延緩，從而達(dá)到預(yù)防爆管、延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命的目的。 某工廠位于我國(guó)國(guó)內(nèi)，2017年12月，型號(hào)為SHL10-13-AII的鍋爐，發(fā)生了爆管故障。該調(diào)查顯示，該鍋爐的投入使用的日期為2010年，至發(fā)生故障為止，使用時(shí)間已長(zhǎng)達(dá)7年。自爐門位置，觀察響聲的出處后發(fā)現(xiàn)，爐膛后側(cè)的水冷壁位置，可見(jiàn)少量蒸汽噴出。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，該鍋爐的水冷壁已被腐蝕。因此，該廠決定將水冷壁，更換為滲鋁管材質(zhì)。更換后至今，未見(jiàn)任何裂縫跡象發(fā)生。

2.2 改善應(yīng)力分布情況

為改善應(yīng)力分布情況，建議通過(guò)“保壓測(cè)漏”的方式，對(duì)鍋爐進(jìn)行測(cè)試。在確保應(yīng)力分布無(wú)異常的情況下，避免鍋爐爆管。“保壓測(cè)漏”流程方法如下：（1）將負(fù)荷開(kāi)關(guān)設(shè)置為0負(fù)荷，將所有閥門打開(kāi)。對(duì)水循環(huán)情況進(jìn)行調(diào)整，保證循環(huán)暢通后，既可啟動(dòng)壓縮機(jī)。（2）逐漸增加負(fù)荷，直至負(fù)荷指標(biāo)達(dá)到100%。此時(shí)，測(cè)試人員需立即將閥門關(guān)閉，并觀察管道的振動(dòng)情況。（3）將高壓過(guò)濾器旁路閥打開(kāi)，將壓縮空氣，送入到閥門之前，對(duì)其進(jìn)行吹掃。（4）逐漸打開(kāi)其他閥門，使主排氣管道的壓力上升到2.5MPa，持續(xù)4h，觀察是否存在泄露問(wèn)題。如發(fā)現(xiàn)泄露，則需立即明確泄露點(diǎn)，并采用焊接等方式，使故障得到處理。采用上述方式，對(duì)鍋爐壓力進(jìn)行測(cè)試，雖時(shí)間較長(zhǎng)，但準(zhǔn)確度較高。因此，實(shí)踐意義較為顯著。

2.3 及時(shí)清理堵塞的管道

當(dāng)鍋爐堵管后，有關(guān)人員需采用“蒸汽吹管”技術(shù)，對(duì)鍋爐管道進(jìn)行清理，避免爆管。通常情況下，吹管完成后，鍋爐內(nèi)部的雜物，均會(huì)集中在入口聯(lián)箱部位。此時(shí)，需進(jìn)一步對(duì)上述部位的雜物情況進(jìn)行檢查，并對(duì)其進(jìn)行清理，提高吹管的徹底性。例如：某廠所應(yīng)用的鍋爐水冷器，規(guī)格為506mm×79nn，材質(zhì)為P91，允許壓力為27.5MPa，允許溫度為550℃。鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，由于焊接根部容易產(chǎn)生焊瘤，因此該部位的雜物，通常難以清除。該鍋爐使用一年后，發(fā)生了爆管。通過(guò)對(duì)爆管原因的排查發(fā)現(xiàn)，鍋爐焊接根部，堆積著大量的雜物。發(fā)現(xiàn)后，維修人員及時(shí)將雜物清除，并維修了管道。此后，維修人員每月均會(huì)對(duì)管道進(jìn)行清理。至今為止2年內(nèi)，因管道堵塞所引起的爆管問(wèn)題未再次發(fā)生。表明，上述措施的實(shí)施，取得了良好的效果。

3 結(jié)論

通過(guò)分析鍋爐爆管的原因及處理措施，獲取了相關(guān)理論內(nèi)容。鍋爐在現(xiàn)代生產(chǎn)作業(yè)中地位突出，一旦出現(xiàn)爆管事故，很可能導(dǎo)致作業(yè)中斷或者釀成安全事故。結(jié)合此前工作資料可以發(fā)現(xiàn)目前鍋爐爆管的原因包括出現(xiàn)在設(shè)計(jì)與制造、應(yīng)力分布、鍋爐管道堵塞等方面，給予處理時(shí)，也應(yīng)針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行。實(shí)例分析證明了上述理論的可行性，可作為后續(xù)工作的參考加以重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱新立.從注汽鍋爐爆管看熱采注汽站水處理工藝設(shè)計(jì)的重要性[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2018，29（01）：24-25+29+48.

[2]劉花.一臺(tái)116 MW燃?xì)鉄崴仩t爆管事故原因分析及處理[J].工業(yè)鍋爐，2017，19（05）：58-61.

作者簡(jiǎn)介：劉健明（1990-），男，廣東清遠(yuǎn)人，本科，助理工程師，研究方向：鍋爐安裝。