一、概述

　　某工程為工藝裝置配套新建3臺產汽量為20t/h、主蒸汽壓力P=2.45MPa飽和蒸汽組裝燃煤鍋爐。工程分二期建設。一期建設A、B爐2臺，于2004年6月建成并已投入運行。二期建設C爐1臺，擬于2005年10月建成投產。

　　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）。根據當班司爐介紹，約在9點30分汽壓超過2.0MPa，開啟供汽閥并汽，之后發現爐膛溫度持續偏高不下，約1020℃，汽壓下降，至1.4MPa時，關閉并汽閥，減鼓風。此時就地水位計一側失靈已多日(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，隨之鍋爐發生爆裂事故，緊急停爐。經現場勘查發現，鍋爐爆裂部位在上鍋筒后部對流管束給水入口附近，呈現長約600mm，寬約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。

　　二、鍋筒出現爆裂事故的因素

　　鍋筒發生爆裂的原因大致分為以下五種：

　　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，鍋筒發生爆裂。因此，要求操作人員每隔一兩天要人工排汽一次，且定期作自動排汽試驗，如發現安全閥動作遲鈍或失靈，應及時修復。同時壓力表要定期校驗，保證其準確。運行中，應防止鍋爐負荷急劇降低，避免汽壓突然升高。

　　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。

　　3、腐蝕

　　鍋筒內、外表面如果嚴重腐蝕減薄，則不能承受額定壓力，從而導致鍋筒爆裂。如果除氧器正常操作，運行僅半年的鍋爐一般不會產生嚴重腐蝕減薄情況。

　　4、裂紋

　　運行中使鍋爐驟冷驟熱，或負荷頻繁波動，鋼材在經常承受交變應力的條件下會產生疲勞裂紋。鍋爐驟冷驟熱不僅會損害金屬材料，還會損壞爐墻，從現場觀察，爐墻局部已呈現不同程度的損壞。

　　因此，鍋爐啟動不能太快；停爐時要使鍋和爐同時協調降溫，即在停爐4-6小時要進行一次串水，即排污和向鍋內加水，降低鍋和爐的溫差。停爐4-6小時內應緊閉爐門、看火孔和煙、風道擋板，避免溫度下降過快。嚴禁鍋爐在不關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。

　　5、先天性缺陷

　　鍋爐設計、計算錯誤，材料使用不當，制造質量不合格。

　　三、鍋筒爆裂原因分析

　　根據事故現象、位置和運行過程分析，初步判斷為鍋筒嚴重缺水、過燒，鍋筒材料許用應力降低，之后突然加水冷卻，材料許用應力急劇變化，導致鍋筒爆裂。主要體現在爐溫持續升高而汽壓下降，鍋筒安全閥未動作，省煤器安全閥起跳。

　　據運行人員講，在12月23日曾經發生一次鍋筒嚴重缺水、燒干鍋情況，由于發現及時，處理得當，緊急停爐，事故未遂。因此，事故的根本原因是鍋筒嚴重缺水、過燒的結果。

　　如果鍋筒長時間嚴重缺水、干燒，即使不加水也會導致鍋筒爆裂。因為材料的許用應力在高溫下降低，逐漸不再能承受1.4MPa壓力的作用而破壞。

　　上述判斷是根據事故過程和現象的分析得出的，正確的結論應該通過科學的方法和手段作出。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，結論應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，結論應為鍋筒長時間過燒，許用應力降低爆裂。最終結論應由鍋檢所或相應權威部門作出。

　　另一種實驗方法是金相分析（這種方法費用較高、時間較長）。

　　四、如何避免鍋筒嚴重缺水

　　根據現場觀察，爐內大部分受熱面管子表面附著一層厚度約1mm松動的金屬氧化皮，這是運行鍋爐罕見的現象，一般爐內受熱面外表附著一些灰是正常的，由此可見該鍋爐經常處在缺水情況下過燒運行。

　　1、監視和控制鍋筒水位是司爐工的主要任務，正常情況下，水位計顯示的水位應是微有波動，如果毫無波動，可能產生假水位。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全關水閥用汽沖③全開水閥，全關汽閥，用水沖④在水位計清晰后，全開汽閥，關閉放水閥。

　　3、經常進行兩側直讀水位計（高位）和盤裝水位表的對比，如發現差異應及時查明原因處理，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，鍋爐仍繼續運行就好比閉上眼睛開車，其后果可想而知。

　　水位計經常出現故障的情況是很少的。為什么現場鍋爐水位計會經常發生故障呢?最大的可能是鍋爐經常在鍋爐驟冷驟熱，或負荷頻繁波動條件下工作，材料在經常承受較大溫度梯度下的應力交變，非常容易產生疲勞破壞。

　　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。

　　根據現場水位計和導壓管經常堵塞的情況和鍋內水的表觀顏色，充分證明是由于連續排污長期不投入的結果。

　　鍋筒長期不進行連續排污還會使蒸汽、爐水的含鹽量和懸浮物不斷增高，最終導致汽水共騰和假水位。因此連續排污是鍋爐保證安全運行的重要手段之一，這種規模的鍋爐不進行連續排污是絕無僅有的。

　　定期排污每班一次，每個排污點排污時間不得超過30秒。因為排污時間過長會破壞水循環，導致局部受熱面缺水、過熱、爆管。

　　每次排污必須所有排污點（共10個）依次全排，如果只排幾點，會造成局部堵塞，破壞水循環，發生局部過熱、爆管。

　　排污時操作人員不得離開現場，且必須同時有人密切監視鍋筒水位的變化。排污后應檢查排污閥是否關嚴。

　　五、結論

　　根據上述分析，概括起來是：鍋筒長期不進行連續排污，爐水和蒸汽含鹽量及懸浮物逐漸增高，致使水位計、導壓管經常堵塞、失靈以及汽水共騰造成的假水位，加之運行操作人員的判斷和處理錯誤，最終導致鍋筒過燒而爆裂。