1、设备概况
某电厂1号机组1100t/h锅炉是由武汉锅炉厂设计制造的亚临界参数热电联产燃煤机组，自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架的兀型汽包炉，锅炉型号为WG21100/17.45-3，同时安装脱硝装置。
炉膛截面为14 212 mm×14 212 mm，正方形，配有正四角切向燃烧器，为炉膛四周热负荷均匀提供了良好条件。炉室净高57.05 m，炉膛截面积为202m2，炉膛容积为9 489 m3，上排一次风喷口中心线至屏底距离20.2 m，下排一次风喷口中心线至灰斗拐角为4.75m。炉膛截面热负荷为4.12MW/m2(B-MCR)，容积热负荷为87.77 kW/m3( B-MCR)，炉膛出口烟气温度为1081.7℃(B-MCR)。
在炉膛上部前墙及两侧墙布置了壁式再热器，炉膛上方布置了分隔屏、后屏，在折焰角及水平烟道土依次布置了屏式再热器、高温再热器和高温过热器。在尾部竖井烟道里自上而下布置了3组低温过热器和2组省煤器。尾部受热面的重量通过省煤器中间集箱引出的悬吊管来承载。2台三分仓回转式空气预热器放置在竖井下方12.57 m标高的板梁上。
分隔屏过热器共有6片，每片由8小片组成。每小片由8根管子绕制而成。管径为∮44.5 mm×6mm，材料为12CrIMoVC，屏外圈底部采用T91。后屏过热器共20片，每片由15根管并联制成，管径有中54 mm×8mm及中54 mm×10 mm两种规格，横向节距684 mm。
2、爆管过程
2010年1月26日16:00锅炉开始点火，l号机组正式进入整套启动调试阶段，2月3日15：07机组带满负荷330 MW运行。由于碎渣机发生卡涩，干渣机停运，锅炉不能正常排渣，因此降负荷至240MW。2月4日8:18．机组负荷240 MW，发现锅炉补水量1 008t/h，锅炉主汽流量600t/h，相互不匹配，炉膛负压反正378 kPa，主汽压力、机组负荷、汽包水位均有下降趋势，排烟温度有所升高，就地检查发现炉本体标高51.8m处有明显的泄漏声。9:16，判断故障为锅炉分隔屏过热器、后屏过热器部位泄露，需停炉处理，汇报中调。9:10，机组开始滑停，18：00锅炉灭火。
2月5日下午锅炉通风冷却后，人员进到锅炉内部检查发现是分隔屏及后屏过热器发生爆管，经检查发现分隔屏右数第3排第6、7小屏进口最外圈管子发生断裂，管排变形严重。后屏过右数第13排4根入口及第15根入口出口管爆裂，附近整屏管子吹损减薄严重。
3、原因分析排查过程
3.1运行参数分析
爆管事故发生以后，调试人员与运行人员查阅了锅炉运行期间的历史曲线进行原因分析。
2月3日，启动14磨煤机开始升负荷。15:07负荷升至300 MW，15：36负荷升至335 MW，15：46因排渣机卡，降负荷至240MW。2月3日，碎渣机跳闸2次，第1次是因为渣块卡死，第2次是因为有一铁块卡死，由于当时锅炉正在进行吹灰，初步怀疑铁块是安装时残留物，检查锅炉各运行参数都正常。
2月4日8:18炉膛负压突升至378 Pa，汽包水位下降，汽压负荷下降，排烟温度上升，就地确认爆管，18：02锅炉停下，炉熄火。
3.1.1锅炉壁温检查情况
为了分析1号炉爆管原因，选取相关的6个参数进行分析，检查时间从2月2日00:00至2月5日00:00，几乎包括了全部有效时间段。表l为分隔屏及后屏受热面壁温超温情况表，表中选取的时间点是参数最大极值时刻点，是当时最恶劣工况，对锅炉损害也最大，据此工况分析最能说明问题。
从表1列举的情况来看．整个过程锅炉金属壁温没有超温：分隔屏最高温度525℃，比报警值低39℃；后屏最高温度560℃，比报警值低19℃；高再前烟温基本反映炉膛出口温度，数值偏低，但仍然反应了趋势；主蒸汽超温时分隔屏、后屏温度远低于报警值；锅炉的泄露时刻清晰反映出来。
3.1.2锅炉超温汇总
从主汽温超温汇总表中看出，蒸汽侧尽管超温5次，但都是在事故状态或者非稳定工况下发生，超限数值不大，超温时间也不长，并且过热器壁温没有超，据此说明蒸汽超温对管壁的损害有限。
3.2材料分析
1号锅炉在安装期间曾多次检查出受热面管材有问题，在超水压试验中还发生过受热面爆漏。因此，在炉内检查时，不但要检查异物堵塞的情况，还应扩大检查，排除管材的原因。
1号炉分隔屏过热器和后屏过热器管子发生爆破后，先后共取3批共22根管样，送西安热工院进行试验分析。考虑到2009年12月凝汽器曾发生泄漏，对凝汽器消缺时发现泄漏期间Na离子及CI离子均超标，为了评估水质对锅炉受热面管子的影响，对未发生爆破的高过、高再、低过、低再、水冷壁、省煤器等部位的管子进行了取样，并对分隔屏、后屏等部位进行内窥镜检查。内窥镜检查并未发现有异物。取样管经化验后，试验结果如下：
1)2根分隔屏过热器的入日段炉外管中5号取样管的金相组织、力学性能均明显老化，6号取样管的金相组织、拉伸性能、冲击性能、压扁性能、布氏硬度均符合相关标准要求，排除了制造质量差造成分隔屏过热器爆破的可能：
2)分隔屏过热器与爆管位置相邻的炉内管( 12CrlMoV)的金相组织、拉伸性能、冲击性能、压扁性能、布氏硬度均符合相关标准要求，内壁未发现沿晶损伤；
3)3根水冷壁管(SA2IOC)的金相组织、拉伸性能、冲击性能、布氏硬度均符合相关标准要求，内壁未发现沿晶损伤；
4)3根省煤器管、1根后屏过热器管（爆口开“天窗”，材料为12CrIMoV）、2根屏式再热器管（材料为T91）、低温过热器（材料为12CrIMoV）、高温过热器（材料为T91）、分隔屏过热器夹屏管(材料为TP347H)、高温再热器（材料为TP347H）弯头直管段的金相组织、拉伸性能、冲击性能、布氏硬度、压扁性能均符合相关标准要求，内壁未发现沿晶损伤；
5)高温再热器（材料为TP347H）弯头及直管段局部区域存在微小的显微缺欠，是由制造引起的。
后屏过热器爆口（开“天窗”部位）所有试验均未显示异常，可以判定主要为吹损减薄所致，金相组织中的夹杂物虽未超标但数量较多，对爆口开“天窗”起到了促进作用。
4、结论及建议
根据以上原因综合分析，1号锅炉爆管原因结论及建议如下：
1)2根分隔屏过热器管的失效类型均属于超温爆管，其中1号管超温幅度较大，时间较短，壁温超过下临界点Acl；2号管的超温幅度较小，未超过下临界点Acl，但累计超温时间较长。
2)分隔屏过热器爆管与钢管质量和冷凝器泄漏进海水无关。
3)分隔屏过热器受炉内火焰辐射，热负荷较高，因而热偏差较大，特别是外圈管子，受热最强，长度又最长，阻力大，工质流量小，易发生超湿现象。建议在机组投运的初期应注意改善燃烧工况，降低热偏差。
4)武汉锅炉厂设计规定分隔屏过热器炉外测点的报警壁温为564℃。当分隔屏过热器报警壁温时，炉内的12CrIMoVG钢管壁温已明显超过该材料的许用壁温580℃，建议考虑降低分隔屏过热器的报警温度值。
5、结语
1号锅炉在爆管原因查明以后，更换受损管材，于2010年3月16日重新点火，其后一直稳定运行，再未出现锅炉壁温超温、爆管现象，于4月18日顺利一次通过168 h试运行，并投入稳定、安全、长周期运行。
相关生物质锅炉颗粒机产品：
1、生物质壁炉
2、秸秆颗粒机
3、木屑颗粒机
