承压设备检验与安全性分析

关于管架式热水锅炉集箱鼓包的原因分析及对策

徐金海　马天榜

陕西省锅炉压力容器检验所

1990年7月，笔者对一台发生事故的QXL2.8－0.7/95/70－AII型管架式热水锅炉进行了全面的检验。该锅炉系1988年8月制造，1989年10安装，截止检验期，共运行了4个月零23天。经检验发现锅炉炉膛左侧集箱前端向火面不到800mm长的管段上产生了三个鼓包，其大小分别为Φ100×17、Φ80×18、Φ100×22（鼓包直径×鼓包高度）。在10倍放大镜下可观察到在最大鼓包顶端已产生细小裂纹，且三个鼓包均已烤蓝，用检验锤一敲即穿，从穿孔处可检查出集箱中积水渣已超过集箱直径。集箱规格为Φ219×10。

根据检验情况，纵观锅炉总体结构，分析引起集箱鼓包的主要原因有以下几点：

（1）锅炉结构不尽合理是引起集箱鼓包裂纹的主要原因之一。由图1可以看出，该锅炉进水是从锅炉左侧对流受热面前部流入，然后从本体后面转向进入炉膛右侧下集箱，至后部对流受热面，再到炉膛左侧集箱，最后锅水在两侧集箱、水冷壁、上集箱中强行上下交替流动至上集箱前顶端出去进入热网。两侧集箱总长为4.5m，前端为无孔封头，集箱中各有二至三块隔板（隔板底部有缺口）以疏导锅水在锅炉内按指定方向流动。每小时上百吨的循环水以0.7～0.8m/s的速度在锅内流动，而该锅炉炉膛两侧下集箱的排污口均设在集箱的后端，排污时排污水的流向恰好与机箱内循环水流向相反，故锅炉运行中要想通过排污排出沉积在两侧下集箱前部（炉膛高温区）的沉渣是很难实现的。因为锅炉运行中循环泵必然运转，这样一来进水口处的压力始终高于出水口处的压力，即集箱后端压力始终高于集箱前端压力，所以这种只在集箱后端布置排污装置进行定期排污是难以完全起到排污作用的。可能有意见认为应待循环泵停下来后再排污以达到预期的目的，然而管架式热水锅炉最大的特点是水容量小，便于启动，但易于汽化，所以最忌讳停泵运行，以防汽化超压引起更大的事故发生。其次是安装在集箱内隔流挡板位置不尽合理，由图1可知，循环水从后至前在上下集箱、水冷壁管中上下交替流动，每组管束的通流面积均为2 066mm²，而最后一组上升管束（即炉膛前段高温区）的通流面积突然增大至3 656mm²，致使循环水的流速下降，携带能力减弱，造成下集箱前段积渣，加之集箱前端又是无孔封头，故集箱内部无法检查，这样日积月累积渣成堆又无法清理，因而引起集箱前部过热鼓包。

（2）锅炉房运行管理水平不高，司炉人员不能按技术要求进行及时排污，常常一周排一次。补水质量不稳定，有时上生水引起结垢，是造成这台锅炉集箱鼓包的另一原因所在。(www.xing528.com)

针对以上分析结果，我们从以下两个方面采取措施：其一，按《热水锅炉安全技术监察规程》要求截换集箱鼓包段，然后在下集箱前段距环缝200mm处加装排污装置，使排污水流向和循环水流向一致，利于排出水垢沉渣。并将无孔封头改为有孔封头，便于定期内部检验，掏出大粒沉渣。其二，加强锅炉运行管理，认真把好补水品质关，严格按技术要求定期排污。

采取以上两个措施后，该锅炉已安全运行两个采暖季节，设备状况良好。

综上所述，我们认为管架式强制循环热水锅炉结构简单而紧凑，体积小，钢耗低，制造简便，易于安装，水容量小，启动升火快，事故危害小，但结构稍有不妥或管理水平跟不上，不能按技术要求严格把关，就容易引起事故的发生。故这种锅炉在结构设计上一定要合理，在运行管理中必须按规定操作，从严要求，才能确保锅炉安全经济运行。

图1　水流程示意图

（注：该论文发表于《中国锅炉压力容器安全》1994年第2期）