某热电厂锅炉水冷壁爆管原因分析

宋泽宇

(中国石化安全监管部，北京 100027)

水冷壁是电站锅炉的重要设备，水冷壁管的可靠性直接关系着电厂机组的安全稳定运行。由于其运行环境比较恶劣，在生产过程中经常会发生爆管等事故，造成装置的非计划停车。文献研究表明，导致锅炉水冷壁发生爆管事故的主要原因有过热、磨损、应力撕裂、焊接、材质和腐蚀等问题。为了确保电厂装置稳定运行，对锅炉水冷壁爆管事故进行原因分析，进而调整工艺和设备参数，预防事故再次发生。

1 事故概况

某石化企业自备热电厂有4台高压煤粉锅炉，额定蒸发量为220 t/h，其中一台锅炉在运行中乙墙后数第56根水冷壁管突然发生爆管，造成锅炉停炉。爆口为水冷壁管的向火面，位于标高19 m处(以下简称爆管)。水冷壁管材质为20G，规格φ60 mm×5 mm，内部介质为水，正常操作温度300 ℃，操作压力13.4 MPa。爆口附近的外壁烟气温度1 200～1 300 ℃，为炉膛内的温度高负荷区。

本文针对该热电厂锅炉水冷壁爆管事故开展宏观检验、壁厚测量、渗透检测、化学成分分析、金相检验、硬度检测、力学性能测试。同时，截取与爆管相邻的55#管以及准备更换的同材质新管进行平行对比试验，分析爆管的原因，并给出了针对性的解决方案及建议。

2 水冷壁管检验测试

2.1 宏观检验

对送检的爆管进行宏观检验，向火面外壁有黑褐色的过热特征，外壁腐蚀轻微，内壁无明显腐蚀现象。爆口位于焊缝下方40 mm处，长120 mm，宽45 mm，呈菱形，边缘壁厚有减薄。爆口两侧及下方存在大量的表面轴向裂纹。……