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1、概述
    某工程配套新建2臺產(chǎn)汽量為20 t/h、主蒸汽壓力為2. 45MPa的飽和蒸汽組裝燃煤鍋爐。于2004年6月建成并投入運行。
    2004年12月27日上午8點30分，因B爐在試燒煤種期間熄火停爐，開始A爐點火（熱啟動）。根據(jù)當(dāng)班司爐介紹，約在9點30分汽壓超過2.0MPa，開啟供汽閥并汽之后發(fā)現(xiàn)爐膛溫度持續(xù)偏高不下，約1 020℃，汽壓下降至1.4 MPa時，關(guān)閉并汽閥，減鼓風(fēng)。此時就地水位計一側(cè)失靈已多日（假水位），盤裝水位表失靈未投用，無顯示記錄，高、低水位報警裝置失靈也已解除多日，現(xiàn)場僅有一名操作工。10點15分左右，省煤器安全閥起跳，隨之鍋爐發(fā)生爆裂事故，緊急停爐。經(jīng)現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，鍋爐爆裂部位在上鍋筒后部對流管束給水入口附近，呈現(xiàn)長約600 mm，寬10～80mm的裂口，裂口處鍋筒壁明顯減薄，裂口附近鍋筒局部呈凹陷狀，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
2、鍋筒出現(xiàn)爆裂事故的因素
    鍋筒發(fā)生爆裂的原因大致分為以下五種。
2.1超壓
    鍋筒安全閥失靈，汽壓超過額定壓力不能自動起跳排汽降壓，鍋筒發(fā)生爆裂。因此，要求操作人員每隔一兩天進行人工排汽一次，且定期要做自動排汽試驗，如發(fā)現(xiàn)安全閥動作遲鈍或失靈，應(yīng)及時修復(fù)。同時壓力表要定期校驗，保證其準(zhǔn)確。運行中，應(yīng)防止鍋爐負荷急劇降低，避免汽壓突然升高。
2.2過熱
    造成過熱的主要原因是鍋爐嚴重缺水，此時如果向鍋筒大量注水，勢必造成鍋筒爆裂。因此在判斷鍋筒嚴重缺水時，切忌向鍋筒大量注入冷水。
2.3腐蝕
    鍋筒內(nèi)、外表面如果嚴重腐蝕減薄，則不能承受額定壓力，從而導(dǎo)致鍋筒爆裂。如果除氧器正常操作，運行僅半年的鍋爐一般不會產(chǎn)生嚴重腐蝕減薄情況。
2.4裂紋
    運行中使鍋爐驟冷驟熱，或負荷頻繁波動，鋼材在經(jīng)常承受交變應(yīng)力的條件下會產(chǎn)生疲勞裂紋。鍋爐驟冷驟熱不僅會損害金屬材料，還會損壞爐墻，從現(xiàn)場觀察，爐墻局部已呈現(xiàn)不同程度的損壞。
    因此，鍋爐啟動不能太快；停爐時要使鍋和爐同時協(xié)調(diào)降溫，即在停爐4~6 h要進行一次串水，即排污和向鍋內(nèi)加水，降低鍋和爐的溫差。停爐4～6h內(nèi)應(yīng)緊閉爐門、看火孔和煙、風(fēng)道擋板，避免溫度下降過快。嚴禁鍋爐在不關(guān)閉并汽門的情況下熱備用，因為這樣鍋爐所有部分逐漸冷卻，而上鍋筒會因鄰爐蒸汽進入溫度較高，造成鍋筒和爐管脹口的損壞。
2.5先天性缺陷
    鍋爐設(shè)計、計算錯誤，材料使用不當(dāng)，制造質(zhì)量不合格。
3、鍋筒爆裂原因分析
    根據(jù)事故現(xiàn)象、位置和運行過程分析，初步判斷為鍋筒嚴重缺水、過燒，鍋筒材料許用應(yīng)力降低，之后突然加水冷卻，材料許用應(yīng)力急劇變化，導(dǎo)致鍋筒爆裂。主要體現(xiàn)在爐溫持續(xù)升高而汽壓下降，鍋筒安全閥未動作，省煤器安全閥起跳。
    據(jù)運行人員反映，在12月23日曾經(jīng)發(fā)生一次鍋筒嚴重缺水、燒干鍋情況，由于發(fā)現(xiàn)及時，處理得當(dāng)，緊急停爐，事故未遂。因此，事故的根本原因是鍋筒嚴重缺水、過燒的結(jié)果。
    如果鍋筒長時間嚴重缺水、干燒，即使不加水也會導(dǎo)致鍋筒爆裂。因為材料的許用應(yīng)力在高溫下降低，逐漸不再能承受1.4 MPa壓力的作用而破壞。
    上述判斷是根據(jù)事故過程和現(xiàn)象的分析得出的，正確的結(jié)論應(yīng)該通過科學(xué)的方法和手段作出。最簡便、快捷的方法是做硬度實驗，如果爆裂處材料硬度大大高于原始硬度，結(jié)論應(yīng)為鍋筒過燒后加水急冷的原因；如果爆裂處材料硬度遠遠低于原始硬度，結(jié)論應(yīng)為鍋筒長時間過燒，許用應(yīng)力降低爆裂。最終結(jié)論應(yīng)由鍋檢所或相應(yīng)權(quán)威部門作出。
    另一種實驗方法是金相分析（這種方法費用較高、時間較長）。
4、避免鍋筒嚴重缺水的建議
    根據(jù)現(xiàn)場觀察，爐內(nèi)大部分受熱面管子表面附著一層厚度約松動的金屬氧化皮，這是運行鍋爐罕見的現(xiàn)象，一般爐內(nèi)受熱面外表附著一些灰是正常的，由此可見該鍋爐經(jīng)常處在缺水情況下過燒運行。為避免鍋筒嚴重缺水，建議如下。
    (1)監(jiān)視和控制鍋筒水位是司爐工的主要任務(wù)，正常情況下，水位計顯示的水位應(yīng)是微有波動，如果毫無波動，可能產(chǎn)生假水位。此時可以通過叫水法判斷，如果通過叫水仍不見水位，判斷為嚴重缺水，必須緊急停爐。因此，在準(zhǔn)確判斷后再進行果斷處理是非常重要的。
    (2)定時沖洗水位計，每班兩次。沖洗步驟必須正確：
    ①開啟放水閥；
    ②全關(guān)水閥用汽沖；
    ③全開水閥，全關(guān)汽閥，用水沖；
    ④在水位計清晰后，全開汽閥，關(guān)閉放水閥。
    (3)經(jīng)常進行兩側(cè)直讀水位計（高位）和盤裝水位表的對比，如發(fā)現(xiàn)差異應(yīng)及時查明原因處理，必要時停爐檢查。
    (4)必須定期對水位計、水位表及高、低水位報警裝置進行校驗和維護。如果水位計、表故障失靈，鍋爐仍繼續(xù)運行就好比閉上眼睛開車，其后果可想而知。
    水位計經(jīng)常出現(xiàn)故障的情況是很少的。為什么現(xiàn)場鍋爐水位計會經(jīng)常發(fā)生故障？最大的可能是鍋爐經(jīng)常在驟冷驟熱，或負荷頻繁波動條件下工作，材料在經(jīng)常承受較大溫度梯度下的應(yīng)力交變，非常容易產(chǎn)生疲勞破壞。
    另一個可能是水位計堵塞，冷熱不均造成的。
    (5)正確控制排污。根據(jù)現(xiàn)場水位計和導(dǎo)壓管經(jīng)常堵塞的情況和爐內(nèi)水的表觀顏色，充分證明是由于連續(xù)排污在較長時間內(nèi)不運行的結(jié)果。
    鍋筒長期不進行連續(xù)排污還會使蒸汽、爐水的含鹽量和懸浮物不斷增高，最終導(dǎo)致汽水共騰和假水位。因此連續(xù)排污是保證鍋爐安全運行的重要手段之一，這種規(guī)模的鍋爐不進行連續(xù)排污是絕無僅有的。
    定期排污頻率為每班一次，每個排污點排污時間不得超過30 s。因為排污時間過長會破壞水循環(huán)，導(dǎo)致局部受熱面缺水、過熱、爆管。
    每次排污必須將所有排污點（共10個）依次進行全排，如果只排部分，會造成局部堵塞，破壞水循環(huán)，發(fā)生局部過熱、爆管。
    排污時操作人員不得離開現(xiàn)場，且必須同時有人密切監(jiān)視鍋筒水位的變化。徘污后應(yīng)檢查排污閥是否關(guān)嚴。
5、結(jié)論
    根據(jù)上述分析，概括起來是：鍋筒長期不進行連續(xù)排污，爐水和蒸汽含鹽量及懸浮物逐漸增高，致使水位計、導(dǎo)壓管經(jīng)常堵塞、失靈以及汽水共騰造成假水位，加之運行操作人員的判斷和處理錯誤，最終導(dǎo)致鍋筒過燒而爆裂。