目前，新建火力发电机组以600 MW和1000 MW机组为主，但现在运行的火力发电机组仍以300 MW机组为主，做好300 MW机组的安全运行工作具有重要的意义。在300 MW机组非计划停机事故中，锅炉事故占据首位，而锅炉爆管事故又是发生最多的锅炉事故。本文将探讨300 MW机组自然循环锅炉爆管事故的主要原因，以及如何在运行工作中及时发现并减少爆管事故。
1、锅炉爆管原因分析
过热器、再热器、省煤器和水冷壁是锅炉主要承压换热面，也称为“四管”，锅炉的爆管主要是指“四管”的爆漏。新机组锅炉爆管的主要原因是错用管材、管材不合格、异物堵塞受热管及焊接缺陷等。老机组锅炉爆管原因主要有以下几种。
1.1锅炉换热面超温
超温爆管是因某种原因导致管子金属实际工作温度超过钢材允许的下临界点温度，在介质内压作用下管道破坏而出现故障。工作温度处于金属蠕变范围的过热器和再热器，以及由于热传导状况不正常而引起管壁工作温度升高的水冷壁，都容易造成应力破裂。
超温有短期超温和长期超温2类。短期超温一般是从一些异常情况开始并发展形成的，例如燃烧器调整不当，产生火焰冲墙，导致水冷壁局部短期超温；燃烧方式不合理，管屏热力偏差增大；锅炉结渣，导致受热面短期超温；汽水分配不均，部分管路循环停滞或流量过低；管内有维修残留物、氧化垢等障碍物，导致管内汽水循环不良；管内严重结垢，使管子传热效果变差；尾部烟道再燃烧等，意甲直播cctv5生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧秸秆颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
锅炉管的长期超温往往是由于设计不合理、维修不正确以及运行调整不恰当等结构性原因造成的。长期超温的主要原因有：烟气热偏差过大，管子热负荷超过设计值；管子金属材料使用不当；管内结垢轻微，长期传热热阻高；局部热负荷较高，造成管子壁温高于其规定值；管内冷却介质流量偏低；受热面积灰、结焦等。
长期超温状态下的炉管一般会发生蠕变破裂，爆管的管子呈脆性断裂特征，破口粗糙、边缘为不平整的钝边；管子壁厚减薄不多，内外壁有一层较厚的易剥落氧化皮，沿破口周围有很多平行于破口的纵向裂纹，整个破口张开不大，其微观特征是在破口附近有许多类平行的沿晶小裂纹和晶间孔洞，珠光体区域形态？肖失，晶界有明显的碳化物聚集，背火侧组织明显好于向火侧组织。
短时超温的炉管在运行中由于冷却条件的恶化，使部分管壁温度短时间内迅速上升至钢的下临界点Ac．附近，甚至可达上临界点AC以上，在此温度下，管子向火侧产生塑性变形、管径胀粗使管壁减薄而爆管。短时超温爆管的破口具有完全延性断裂的特征。爆管胀粗明显，破口张开很大，呈喇叭状；破口表面比较光滑，边缘锋利呈刀刃形，破口附近没有裂纹。其微观特征是破口处金属出现相变或不完全相变组织，未相变的铁索体沿变形方向被拉长，背火面组织变化不大。
1.2管内腐蚀
锅炉管内的水或蒸汽中所含杂质的种类或数量不同，导致钢管内的腐蚀程度不同。高温状态下水作用于钢，便自然地加速生成磁性氧化铁(即Fe304)保护层，可防止钢被进一步腐蚀。但磁性氧化铁并不稳定，当pH值低于5或高于12时，便被溶解，发生碱性腐蚀或氢损伤。在炉管的内表面因氧的侵蚀作用造成坑蚀或局部腐蚀而导致故障，这种失效方式称为点蚀。腐蚀是在管壁上围绕积垢发生电化学反应引起的，因垢下炉管表面为阳极，导致炉管被腐蚀，造成穿透性孔洞泄漏。
1.3管外腐蚀
燃料成分和金属温度的影响是造成炉管烟气侧发生腐蚀的重要原因，锅炉燃料的腐蚀性因燃料的灰分组成和炉管表面温度而异，主要有低温腐蚀、水冷壁和过热器、再热器的同温热腐蚀。在燃烧高水分高硫燃料时，尾部受热面低温部分会受到腐蚀，称为低温腐蚀。低温腐蚀是因为管壁金属表面有硫酸将金属蚀掉，使管壁外表面受到损耗。水冷壁向火侧腐蚀主要是水冷壁在“还原气氛”下管壁遭到腐蚀所致，影响水冷壁腐蚀的最主要因素是水冷壁附近的烟气成分和管壁温度。煤灰中含有腐蚀性物质，在高温处于熔融状态，将造成受热面金属的腐蚀作用，通常是发生在过热器或再热器高温地区的外管壁上，在受热面金属表面生成碱性三硫化铁的复合物，该液态三硫化物将金属最外层的氧化铁熔掉，使金属暴露在有氧环境中，进一步产生腐蚀金属的氧化物。
1.4磨损原因
在锅炉运行中，由于灰粒、灰渣或煤颗粒不断冲刷撞击受热面管，使管壁减薄，断面承受的应力增大，当超过钢材的屈服强度时，管子将会失效。根据磨损发生的区域及冲击颗粒不同，可将磨损分为飞灰磨损、吹灰磨损、掉渣冲刷和煤粒磨损4种。飞灰磨损是烟气中的高速灰粒冲击管壁金属而造成磨损，灰粒量及其速度是金属磨损的主要因素。吹灰磨损是指吹灰器运行失当使管子磨损而引起的损坏，往往是由于吹灰蒸汽中带水或灰，或者吹灰器喷嘴有缺陷引起的。掉渣冲刷是指大团灰渣块从高处落下，擦伤管子并使炉管受损。受磨损最严重的部位是炉膛下部灰斗紧靠侧墙一带。
1.5疲劳原因
当锅炉管子受到周期应力或应变时，将会导致疲劳裂纹的产生和发展并最终使管子失效。一般来讲，应力愈高，产生疲劳断裂所需的循环次数愈少。如果应力水平降低到疲劳极限以下，则不论应力循环次数多少都不会产生疲劳裂纹。当金属处于腐蚀性环境中承受附加循环应力时，其疲劳极限值将明显降低而使管子较易失效。疲劳原因包括机械疲劳、热疲劳和腐蚀疲劳。机械疲劳是指锅炉管子因振动而产生疲劳并逐步扩展，最终导致断裂。锅炉受压部件表面由于急剧加热，冷却产生冲击热应力，如果塑性材料表面热应力超过屈服点，且经过多次交变，将会产生疲劳裂纹而导致失效。热疲劳裂纹的发生和发展是由于管子表面温度突然大幅度变化，致使管壁内外间产生温差所致。而腐蚀疲劳是管件在腐蚀性环境中并受到周期应力的作用引起的疲劳形态，在交变应力和腐蚀介质共同作用下，金属疲劳强度或疲劳寿命较无腐蚀作用时有所降低。
1.6焊接质量原因
锅炉受热面在维修换管时会采用焊接工艺，在焊接过程中由于温度控制和应力释放不当，出现熔融不全、过度溶透、夹渣、气孔、表面缺陷（包括咬边、焊瘤、弧坑、电弧擦伤及焊缝尺寸不符合要求等）和裂纹（包括热裂纹、冷裂纹和再热裂纹）等缺陷，而焊接操作不当、接缝预处理不当、焊条不良、错用焊条、预加热不适宜或冷却太快都会使焊缝或热影响区出现裂纹，从而使焊接处局部周向应力明显增加，最后因强度不足而失效。
2、运行对策
2.1运行工作中如何减少爆管事故
爆管事故危害性较大，而且会造成非计划停机，影响电厂的经济性。运行中对机组进行调整，可以减少爆管事故的发生，运行工作中可以采取的手段有：
(1)合理进行燃烧调节。正确组织燃烧工况，及时、科学地调整运行参数，尽量避免火焰偏斜和烟温偏差，防止过热器和再热器壁温超温过热，保持合适的火焰中心位置，注意控制煤粉细度，控制一次风粉气流偏转，提高二次风速，保证煤粉燃烬，避免在水冷壁附近形成还原性腐蚀环境和炉内结焦。
(2)合理使用吹灰器。锅炉受热面定期吹灰，对提高锅炉效率，降低排烟温度以及减少烟气灰粒的磨损均有好处。应合理确定吹灰器的使用频率，若吹灰器投入率低，吹灰器效果差，炉膛、过热器易积灰结焦，使烟温升高，再热器、过热器易引起超温过热。但若吹灰过勤、吹灰器使用不当或吹灰器出现故障，都会使受热面损伤，甚至造成吹灰器附近的受热面管严重受损。
在吹灰期间，应有运行人员现场监视吹灰器的运作情况，若吹灰器故障卡涩，应立即关闭进汽阀门，及时手动退出，以免故障吹灰器吹薄换热面管壁；同时，保证吹灰器疏水畅通，严防蒸汽带水；定期检查校验吹灰器枪杆的垂直度，严防弯曲造成吹扫半径改变而吹伤受热面。
(3)加强化学运行监督、严格控制汽水品质。运行人员要加强化学监督，严格控制汽水品质，避免炉管内部腐蚀和结垢，防止凝汽器泄漏。水冷壁管内垢量超标或运行年限达到规程规定值时，要及时进行化学清洗，防止氢损伤或碱性腐蚀的发生。对停用备用锅炉要做好防腐保养措施。
(4)正确控制机组启、停过程的蒸汽温度变化率。严格按照规程中锅炉启、停和变负荷的曲线进行操作，锅炉冷态启动时要严格控制主汽温再热汽温的升温梯度，消除冷热不均产生的热应力，避免热应力拉伤拉裂焊口。
2.2运行工作中如何及时发现爆管事故
(1)通过锅炉爆管监测系统及时发现爆管事故。近年来，国内部分300 MW机组通过技术改造安装了锅炉四管爆漏监测系统，可以及时发现爆漏，避免事故扩大并减少管子吹损数量。运行人员应密切注意爆管监测系统的检测情况，爆管监测系统一般设计为在延时一定时间后才在主控室电脑屏幕或控制盘上报警。
(2)通过现场巡检及时发现爆管事故。在锅炉周围进行现场巡检，也是及时发现爆管事故的一个重要手段。巡检时，可以贴近锅炉外壁，通过听力辨别有无新的异常声音出现，尤其是蒸汽喷射的声音，在锅炉现场通过听力辨别锅炉泄漏需要一定的现场经验积累；在戴好防护面罩后，还可以通过各层望火孔观察炉膛内有无异常现象，以判断锅炉有无泄漏。
(3)通过对参数变化的判断及时发现爆管事故。锅炉泄漏后，机组的一些参数会出现异常变化，如机组补给水量和锅炉给水量会增大，炉膛负压会出现波动，省煤器入口烟气温度也会发生变化等。运行人员应重视这些参数的变化，并通过这些参数去判别锅炉是否已经发生了泄漏。
3、结束语
运行人员应严格遵循操作规程进行操作，减少锅炉爆管事故的发生；同时要勤于检查，以便及时发现锅炉爆管事故，避免事故的扩大。本文介绍的各种状况及总结出的各种对策，对机组运行人员有较好的指导作用，可供运行时借鉴，意甲直播cctv5不但生产销售生物质锅炉，而且还大量销售木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
