摘要：锅炉爆管是较为常见一类事故，这类事故和锅炉受热面安装及日常运行中的维护保养有着较大的关系。锅炉受热面爆管事故在发生之前通常会表现出较多的爆管前特征，及时发现并采取有效的措施预防爆管是工业锅炉日常运行维护保养中的必要的手段。首先介绍了工业锅炉受热面管出现失效的原因，并分析了锅炉受热面管失效的预防措施。
关键词：工业锅炉；受热面管；失效；预防措施
1 引言
工业锅炉受热面管由多根管道组成，在工业锅炉的运作中起着十分重要的作用。水或者汽水混合物在受热面管内流过，烟气及热辐射等各种热量以对流传热的方式将热量传递给管内工质。近年来，虽然锅炉制造技术水平不断提高，但其常常在复杂恶劣的环境下工作，炉内的烟气流动、传热和燃烧过程等不确定因素很多，经常会使受热面管处于腐蚀、冲刷、高温、高压的状态，最终造成失效损伤，影响锅炉的运行，引发安全事故。
2 工业锅炉受热面管失效的原因
2.1 受热面管泄露
过热操作对锅炉受热面管泄露的影响是显而易见的。众所周知，过热操作通常可分为长期过热和短期过热。较常见的长期过热操作主要是指壁温高于设计温度且低于材料的下临界温度。在这个过程中，过热温度高且时间长，并且容易发生锅炉管的碳化物球化。同时，蠕变加速，因此很容易在管的薄弱部分破裂。另外，短期超温操作对应于长期稳定运行也是不利的。首先，壁温超过材料的下临界温度，导致材料强度下降和内压作用下的膨胀。容易致使面管爆裂，在这种情况下，绝对有必要预防锅炉受热面管的过温操作。安装质量问题是泄漏问题和意外发电机故障的重要原因之一，锅炉安装质量在很大程度上给电力公司带来巨大的经济损失。此外，安装质量不合格还会增加锅炉面管泄漏的数量，并降低锅炉受热面的承受能力，导致无法有效实施火力发电厂的安全生产措施。
2.2 受热面管爆管
锅炉受热面管道爆管和锅炉系统管道自身的质量有着直接的关系，一般锅炉受热面管道质量较低，发生爆管的可能性较高，当管道的质量标准越高时，管道发生爆管的可能性就越小。锅炉受热面是发电站发电系统中最为重要的热量转化设备，因此受热面管自身运行的过程中需要承受高温高压的荷载，此外还有来自于受热面管材质本身的使用寿命和荷载能力问题，一些管道的韧性、强度、耐腐蚀、耐高温的属性较低，就会导致锅炉受热面热量传输的过程难以承受较大的荷载压力，出现管道变形、破口等问题，最终引发爆管事故。由于锅炉受热面管需要承载的高温高压荷载较大，对管子的质量、硬度、韧性等要求较高，设计锅炉系统时还需要考虑锅炉热传递和热损耗问题，因此锅炉受热面管子为金属材料。虽然这些金属材料都做过氧化保护，但当氧化层脱落的时候与水、氧气接触会产生腐蚀，久而久之造成受热管面便薄，容易出现爆管。
2.3 水循环故障
工业锅炉当锅内水动力工况不正常时，水循环的安全性就会遭到破坏，产生各种水循环故障，严重影响锅炉的正常运行甚至发生安全事故。常见的水循环故障有停滞和倒流、汽水分层及下降管带汽。（1）停滞和倒流。同一循环回路中，由于各上升管受热不均匀时，受热弱的上升管产生运动压头小，甚至不能维持最低循环流速，造成停滞。而当受热严重不均匀时，受热强的上升管中汽水混合物流速过大，而产生抽吸现象，造成倒流。产生停滞和倒流的根本原因是由于同一循环回路中并列工作的各上升管的受热不均匀的结果，造成的主要因素，一是与锅炉的结构特点有关，这是由于设计制造所引起的；二是锅炉运行不良，如炉膛火焰中心偏移或者火焰分布不均匀，受热面管挂渣积灰等。（2）汽水分层。在水平或者倾斜度很小的上升管中，流速很低，造成管子上部是汽，下部是水的现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆产生的原因主要是上升管或者汽水引出管与水平线倾角过小。（3）下降管带汽。从日常的故障中得出，造成下降管带汽的原因有：一是下降管阻力较大，产生较大的压降，使下降管入口处发生汽化；二是下降管管口离锅筒水位面太近，在水面上方形成旋涡斗而带汽；此外，下降管受热过强等都会引起带汽。
3 预防工业锅炉受热面管失效的有效措施
3.1 泄露预防
很明显，预防的重点对于防止锅炉面管泄露很重要。为突出预防重点，电厂管理者应注重事后和预防的有机结合。另外，通过突出防止的关键点，电厂管理者可以通过检查规则，有效地防止面管进一步恶化的趋势。电力公司要强调预防的关键点，可以通过预测性指导和检查有效地汇集经验，进一步提高管理和技术水平。在强调预防的关键点时，电力公司必须谨慎对待锅炉联轴器的结构特征，并且积极预防同一类型锅炉的受热表面以检测锅炉泄漏。或者找到错误的位置进行优化，这样就可以起到很好的预防作用。此外，在实施整个过程预防系统的过程中，电力公司应指定专职人员进行相互检查，并对之前未经过测试的错误进行适当的评估和审查，并奖励那些发现缺陷的人员。另外，在整个预防系统的实施过程中，电力企业应注意文件系统的安装和实施，最终促进预防锅炉面管泄漏的可靠性和准确性的不断提高。
3.2 爆管预防
锅炉受热面管道属于锅炉系统的重要组成部分，是直接参与热量输送的设备。由于锅炉系统运行的整体性较强，受热面管道爆管会直接影响锅炉系统的正常水位，导致锅炉系统运行异常，容易引起更多的系统安全事故。为了降低锅炉受热面爆管的事故，应该提高锅炉设备建设的质量标准和设计规范，选择高标准、高质量、综合属性较好、高温高压荷载能力更强的锅炉设备，从建设源头上降低锅炉受热面爆管事故的发生。为了提高锅炉系统运行的安全性和可靠性，降低受热面爆管事故的发生，要改善锅炉设备建设焊接的技术，加强对于焊接技术工人的培训，提高焊接工人的焊接技术。在锅炉设备建设的焊接的过程中，还要加强焊接施工的监督管理，加强受热面管的焊接质量检查，针对锅炉受热面管焊接不充分、不融合等问题加强质量检查，做好焊接质量保障工作，最大程度消除因为焊接质量造成的受热面爆管安全隐患。
3.3 对于水循环故障的防范措施
预防水循环故障的重中之重就是确保锅炉中水体具有一定的运动压头，保持一定的回路高度，就能确保水循环的可靠，避免出现水循环的停滞和倒流、汽水分层以及下降管带汽。首先，为了避免锅炉水循环停滞或倒流要优化锅炉本体结构设计，增加水循环的运动压头；设置大直径的下降管，保证下降管的总截面积为上升管的20%以上；同时锅炉运行时，要避免结渣和积灰，及时调整燃烧，使炉膛火焰分布均匀。其次，在锅炉制造时保证上升管或者汽水引出管与水平线之间的倾角不宜小于15°，就能很好的避免汽水分层。第三，保持热量平衡。要想使热量差异不大，就应该对处于同一循环回路上的上升管均匀加热，同时还应保持锅炉内进料均匀。
4 结束语
简而言之，受热面管是工业锅炉的重要组成部分，它的稳定运行是锅炉顺利运行，生产保障的有效前提，只有相关工作人员在提高认识，并加强相应的预防措施，提高司炉人员的专业能力，才能确保锅炉安全、稳定、高效地运行，满足工业生产的需求。
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论文作者:林琦
论文发表刊物:《云南电业》2019年5期
论文发表时间:2019/10/31
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