鍋爐四管爆漏在運行中時有發生，尤其在機組的調試期間。引發新建鍋爐四管爆漏的主要原因是廠家制造缺陷和建設單位安裝缺陷。某電廠新建1100 t/h鍋爐在首次整套啟動調試期間，發生了分隔屏過熱器爆管事故，下面詳細介紹整個爆管原因排查過程，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、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
1、設備概況
    某電廠1號機組1100t/h鍋爐是由武漢鍋爐廠設計制造的亞臨界參數熱電聯產燃煤機組，自然循環、一次中間再熱、單爐膛平衡通風、固態排渣、露天布置、全鋼構架的兀型汽包爐，鍋爐型號為WG21100/17.45-3，同時安裝脫硝裝置。
  爐膛截面為14 212 mm×14 212 mm，正方形，配有正四角切向燃燒器，為爐膛四周熱負荷均勻提供了良好條件。爐室凈高57.05 m，爐膛截面積為202m2，爐膛容積為9 489 m3，上排一次風噴口中心線至屏底距離20.2 m，下排一次風噴口中心線至灰斗拐角為4.75m。爐膛截面熱負荷為4.12MW/m2(B-MCR)，容積熱負荷為87.77 kW/m3( B-MCR)，爐膛出口煙氣溫度為1081.7℃(B-MCR)。
    在爐膛上部前墻及兩側墻布置了壁式再熱器，爐膛上方布置了分隔屏、后屏，在折焰角及水平煙道土依次布置了屏式再熱器、高溫再熱器和高溫過熱器。在尾部豎井煙道里自上而下布置了3組低溫過熱器和2組省煤器。尾部受熱面的重量通過省煤器中間集箱引出的懸吊管來承載。2臺三分倉回轉式空氣預熱器放置在豎井下方12.57 m標高的板梁上。
    分隔屏過熱器共有6片，每片由8小片組成。每小片由8根管子繞制而成。管徑為∮44.5 mm×6mm，材料為12CrIMoVC，屏外圈底部采用T91。后屏過熱器共20片，每片由15根管并聯制成，管徑有中54 mm×8mm及中54 mm×10 mm兩種規格，橫向節距684 mm。
2、爆管過程
    2010年1月26日16:00鍋爐開始點火，l號機組正式進入整套啟動調試階段，2月3日15：07機組帶滿負荷330 MW運行。由于碎渣機發生卡澀，干渣機停運，鍋爐不能正常排渣，因此降負荷至240MW。2月4日8:18．機組負荷240 MW，發現鍋爐補水量1 008t/h，鍋爐主汽流量600t/h，相互不匹配，爐膛負壓反正378 kPa，主汽壓力、機組負荷、汽包水位均有下降趨勢，排煙溫度有所升高，就地檢查發現爐本體標高51.8m處有明顯的泄漏聲。9:16，判斷故障為鍋爐分隔屏過熱器、后屏過熱器部位泄露，需停爐處理，匯報中調。9:10，機組開始滑停，18：00鍋爐滅火。
    2月5日下午鍋爐通風冷卻后，人員進到鍋爐內部檢查發現是分隔屏及后屏過熱器發生爆管，經檢查發現分隔屏右數第3排第6、7小屏進口最外圈管子發生斷裂，管排變形嚴重。后屏過右數第13排4根入口及第15根入口出口管爆裂，附近整屏管子吹損減薄嚴重。
3、原因分析排查過程
3.1運行參數分析
    爆管事故發生以后，調試人員與運行人員查閱了鍋爐運行期間的歷史曲線進行原因分析。
    2月3日，啟動14磨煤機開始升負荷。15:07負荷升至300 MW，15：36負荷升至335 MW，15：46因排渣機卡，降負荷至240MW。2月3日，碎渣機跳閘2次，第1次是因為渣塊卡死，第2次是因為有一鐵塊卡死，由于當時鍋爐正在進行吹灰，初步懷疑鐵塊是安裝時殘留物，檢查鍋爐各運行參數都正常。
    2月4日8:18爐膛負壓突升至378 Pa，汽包水位下降，汽壓負荷下降，排煙溫度上升，就地確認爆管，18：02鍋爐停下，爐熄火。
3.1.1鍋爐壁溫檢查情況
    為了分析1號爐爆管原因，選取相關的6個參數進行分析，檢查時間從2月2日00:00至2月5日00:00，幾乎包括了全部有效時間段。表l為分隔屏及后屏受熱面壁溫超溫情況表，表中選取的時間點是參數最大極值時刻點，是當時最惡劣工況，對鍋爐損害也最大，據此工況分析最能說明問題。
  從表1列舉的情況來看．整個過程鍋爐金屬壁溫沒有超溫：分隔屏最高溫度525℃，比報警值低39℃；后屏最高溫度560℃，比報警值低19℃；高再前煙溫基本反映爐膛出口溫度，數值偏低，但仍然反應了趨勢；主蒸汽超溫時分隔屏、后屏溫度遠低于報警值；鍋爐的泄露時刻清晰反映出來。
3.1.2鍋爐超溫匯總
    從主汽溫超溫匯總表中看出，蒸汽側盡管超溫5次，但都是在事故狀態或者非穩定工況下發生，超限數值不大，超溫時間也不長，并且過熱器壁溫沒有超，據此說明蒸汽超溫對管壁的損害有限。
3.2材料分析
    1號鍋爐在安裝期間曾多次檢查出受熱面管材有問題，在超水壓試驗中還發生過受熱面爆漏。因此，在爐內檢查時，不但要檢查異物堵塞的情況，還應擴大檢查，排除管材的原因。
    1號爐分隔屏過熱器和后屏過熱器管子發生爆破后，先后共取3批共22根管樣，送西安熱工院進行試驗分析。考慮到2009年12月凝汽器曾發生泄漏，對凝汽器消缺時發現泄漏期間Na離子及CI離子均超標，為了評估水質對鍋爐受熱面管子的影響，對未發生爆破的高過、高再、低過、低再、水冷壁、省煤器等部位的管子進行了取樣，并對分隔屏、后屏等部位進行內窺鏡檢查。內窺鏡檢查并未發現有異物。取樣管經化驗后，試驗結果如下：
    1)2根分隔屏過熱器的入日段爐外管中5號取樣管的金相組織、力學性能均明顯老化，6號取樣管的金相組織、拉伸性能、沖擊性能、壓扁性能、布氏硬度均符合相關標準要求，排除了制造質量差造成分隔屏過熱器爆破的可能：
    2)分隔屏過熱器與爆管位置相鄰的爐內管( 12CrlMoV)的金相組織、拉伸性能、沖擊性能、壓扁性能、布氏硬度均符合相關標準要求，內壁未發現沿晶損傷；
    3)3根水冷壁管(SA2IOC)的金相組織、拉伸性能、沖擊性能、布氏硬度均符合相關標準要求，內壁未發現沿晶損傷；
  4)3根省煤器管、1根后屏過熱器管（爆口開“天窗”，材料為12CrIMoV）、2根屏式再熱器管（材料為T91）、低溫過熱器（材料為12CrIMoV）、高溫過熱器（材料為T91）、分隔屏過熱器夾屏管(材料為TP347H)、高溫再熱器（材料為TP347H）彎頭直管段的金相組織、拉伸性能、沖擊性能、布氏硬度、壓扁性能均符合相關標準要求，內壁未發現沿晶損傷；
  5)高溫再熱器（材料為TP347H）彎頭及直管段局部區域存在微小的顯微缺欠，是由制造引起的。
    后屏過熱器爆口（開“天窗”部位）所有試驗均未顯示異常，可以判定主要為吹損減薄所致，金相組織中的夾雜物雖未超標但數量較多，對爆口開“天窗”起到了促進作用。
4、結論及建議
  根據以上原因綜合分析，1號鍋爐爆管原因結論及建議如下：
    1)2根分隔屏過熱器管的失效類型均屬于超溫爆管，其中1號管超溫幅度較大，時間較短，壁溫超過下臨界點Acl；2號管的超溫幅度較小，未超過下臨界點Acl，但累計超溫時間較長。
    2)分隔屏過熱器爆管與鋼管質量和冷凝器泄漏進海水無關。
    3)分隔屏過熱器受爐內火焰輻射，熱負荷較高，因而熱偏差較大，特別是外圈管子，受熱最強，長度又最長，阻力大，工質流量小，易發生超濕現象。建議在機組投運的初期應注意改善燃燒工況，降低熱偏差。
    4)武漢鍋爐廠設計規定分隔屏過熱器爐外測點的報警壁溫為564℃。當分隔屏過熱器報警壁溫時，爐內的12CrIMoVG鋼管壁溫已明顯超過該材料的許用壁溫580℃，建議考慮降低分隔屏過熱器的報警溫度值。
5、結語
    1號鍋爐在爆管原因查明以后，更換受損管材，于2010年3月16日重新點火，其后一直穩定運行，再未出現鍋爐壁溫超溫、爆管現象，于4月18日順利一次通過168 h試運行，并投入穩定、安全、長周期運行。


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