1、前言
    株洲電廠2臺420 t／h鍋爐系上海鍋爐廠制造，鍋爐型號為SG420/13. 7-M419。分別于1994年6月，1994年12月安裝完畢并投運，到2004年3月底，l號機組已累計運行57 642 h；2號機組已累計運行57 668 h。近幾年，株洲電廠125MW機組2臺鍋爐“四管”爆管頻繁，現將事故原因分析如下。
2、爆管原因分析
2.1爆管基本情況
    統計數據顯示：爆管主要集中在低溫再熱器、后屏過熱器和省煤器。從破口形貌、測厚和脹粗情況看，磨損、過熱和焊口缺陷是爆管的3大主要原因。今年4月我們針對后屏過熱器長期過熱爆管進行了金相組織和力學性能試驗以及原因分析，故重點分析過熱爆管原因。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
2.2過熱爆管原因分析
2.2.1典型爆口形貌
    1號爐后屏過熱器南數第8屏夾持管彎頭爆破口（2號爐后屏過熱器南數第7屏夾持管也在同一
    上述爆管設計材質均為12CrlMoV，設計規格為∮38mm×5 mm，經光譜分析驗證爆管材質與設計材質相符。
2.2.2宏觀檢查
    l號爆破口管外壁氧化嚴重，內壁也有明顯氧化膜，爆口朝彎頭外側，呈扁長型，爆口沿縱向撕裂，長約90 mm，寬度最大處約25 mm，裂紋端部有細長裂紋，長約28 mm。裂口呈脆性斷口特征，斷口表面粗糙，邊緣為不平整的鈍邊。
    2號爆破口上有一縱向焊縫，破口較大，破口邊緣較鈍。
    對1號爆管的管子進行了管徑的測量，其中離爆口約1m處，管徑基本無脹粗，分別為38.12 mm，38. 20 mm，厚度為5.38 mm，5.36 mm。
    表2數據顯示：爆口附近管子有較明顯脹粗。破口具有長期過熱宏觀特征。
2.2.3微觀金相檢查
    檢查結果：試樣一，爆口處的金相組織為珠光體+鐵素體，珠光體球化5級，碳化物在晶界聚集（見圖3），試樣二，爆口管子爆口背面的金相組織為珠光體十鐵素體，珠光體球化4～5級；試樣三，管子離爆口約Im處金相組織為珠光體十鐵索體，珠光體球化4級。
    檢查結果，離爆口Im處，珠光體十鐵素體珠光體球化3級；爆口處，珠光體十鐵素體珠光體球化4級（圖4）；爆口背面處，珠光體十鐵素體珠光體球化2～3級。
    金相分析結果顯示，珠光體嚴重球化，勢必造成力學性能變化，故對其進行力學性能試驗。
2.2.4力學性能試驗結果（表3）
    力學性能試驗結果顯示：12CrlMoV珠光體球化程度越高，抗拉強度下降幅度越大。后屏過熱器和對流過熱器越靠近下彎頭處距火焰中心越近，抗拉強度越低，基本已低于470 MPa的下限值，不合格。
2.3綜合分析
    后屏過熱器和對流過熱器位于爐膛折焰角上部，此處煙氣溫度高，蒸汽溫度高。由于近2年燃燒煤質發熱量低，灰份高，致使著火推遲，火焰滯后，火焰中心向后上方偏移以及運行方式等原因造成下彎頭熱負荷最高處局部過熱，由于金屬壁溫測點設在距頂棚過熱器下0.3m處，溫度測點不能真實反映底部彎頭處的金屬壁溫，故底部處于長期過熱狀態而沒有被發現。長期以來（尤其是去年以來）煤質差，低發11000～14000 kj/kg較多，雙制運行時間多，運行人員很難控制汽溫，有時為了控制主汽溫一個班要拉4次制粉系統，主汽溫超溫達550～555℃的現象較多。壓力波動大時汽溫忽高忽低。特別是元月初燒油1 000m3多，雖然金屬溫度沒有超過許用溫度，但煤差使所有金屬溫度在原基礎上普遍抬高20℃左右。
    截止2004年3月底，1，2號爐累計運行均超過57 600 h。后屏過熱器內外壁均存在相對較厚的氧化膜，裂口為脆性斷口，具有長時過熱爆管的宏觀特征，金相分析結果表明，金相組織中珠光體球化嚴重，特別是爆口處，1號爆口和1(2)號爆口處珠光體球化均達到了5級，且碳化物向晶界聚集，具有長期超溫爆管的微觀特征。內外壁氧化嚴重，金相組織惡化，導致了機械性能嚴重下降，這在機械性能試驗得到驗證。2號爆口處珠光體球化級別為4級，局部向火面抗拉強度低于下限值470 MPa，又由于破口邊緣有一縱向焊縫，估計在安裝或制造過程中被發現此處有缺陷進行了焊補處理，導致破口處管子承受較高水平的焊接殘余應力，成為最薄弱環節，在長期過熱導致抗拉強度下降和高應力水平雙重作用下，發生爆管；后對后屏過熱器南數第3屏內圈從里往外數第3根、南數第13屏內圈第4根12CrlMoV管和對流過熱器南數第98排、第52排、第7排進行了取樣機械性能試驗，發現靠近下部彎頭處越靠近火焰中心抗拉強度越低，低于或接近下限值470 MPa，而對第8屏靠后外往里數第4根R102取樣進行機械性能試驗，其抗拉強度在536～588 MPa范圍。
    總之，爆管管材均為12CrlMoV管，當局部金屬壁溫長期在超543℃運行后，金相組織惡化，材質下降，當所受應力，將發生爆管。
3、防止爆管措施
    為防止鍋爐受熱面管爆管造成非計劃停運，我廠采用了以下措施。
3.1利用大小修對后屏過熱器、對流過熱器進行了大面積換管處理。由于鋼材供應緊張和彎管工藝以及工期的局限，此次后屏過熱器仍采用12CrlMoV材料，2號爐對流過熱器外圈彎頭采用R102。采用全氬手工焊接，TIG-R31焊絲焊接工藝，焊口100%射線探傷工藝。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3.2  更換旁路省煤器進口104個彎頭，材質為20G，規格為∮38 mm×5 mm。采用全氬手工焊接，TIG-J50焊絲焊接工藝，焊口100%射線探傷工藝。
3.3加強鍋爐“四管”和機爐外管檢查，做到有組織、有計劃、有措施、有落實，對易爆損部位進行重點查、反復查、專業查、集體查。
3.4加強運行管理，防止超溫超壓運行
3.4.1重新審定金屬壁溫測點分布的正確性，測點溫度要能正確反映熱負荷最高處的金屬壁溫。
3.4.2重新計算金屬壁溫，正確設定金屬壁溫報警值。
3.5對尾部受熱面管低溫再熱器和省煤器進行防磨處理。
3. 5.1加裝防磨護鐵、防磨彎頭、防磨檔板。
3.5.2進行深層管排噴涂防磨涂料；
3.6改善煤質，多進發熱量較高和灰份較低的煤。
3.7啟停過程中，及時開啟一、二級旁路。
3.8做好調整燃燒的工作，使燃燒中心不偏斜，煙氣溫差控制50℃以內，保證穩定的蒸汽溫度，嚴禁超溫。
3.9運行中減溫水要穩定，避免忽大忽小，啟動初期，盡量少用和不用減溫水。
3. 10給水溫度在額定值，高加解列時，應按規程降負荷110 MW及以下運行。
3. 11做好吹灰、防磨工作，正確使用吹灰器，吹灰前必須充分疏水。吹灰完成后，應將各閥門關嚴。