锅炉对流管束是锅炉换热系统的核心部件之一,长期处于高温烟气冲刷、汽水介质腐蚀、交变热应力共同作用的复杂工况下,一旦出现爆裂故障,不仅会导致锅炉出力下降、停机检修,严重时还可能引发安全事故。明确其爆裂原因,对锅炉日常运维、故障预判具有重要意义。
首先是磨损因素,这是对流管束爆裂最常见的诱因之一。锅炉运行过程中,烟气携带的飞灰颗粒会持续冲刷管束外壁,尤其是烟气转弯处、烟气流速偏高的区域,飞灰磨损速率会大幅提升;若管束表面存在结渣、积灰不均匀的情况,局部烟气流速紊乱,也会加剧局部磨损,当管壁厚度被磨损至低于设计允许的最小壁厚时,就会在内部压力作用下发生爆裂。
其次是腐蚀因素,分为外壁腐蚀与内壁腐蚀两类。外壁腐蚀多因烟气中含硫、含氮成分,在管壁温度低于烟气露点时,酸性气体会凝结在管束表面形成腐蚀性液体,逐步侵蚀管壁;内壁腐蚀则与锅炉给水品质密切相关,若给水中溶解氧、含盐量超标,会引发氧腐蚀、垢下腐蚀,使管壁出现坑蚀、减薄,最终导致承压能力不足而爆裂。
再者是热应力与材质缺陷问题。锅炉启停过程中,对流管束会经历反复的升温、降温,产生交变热应力,长期作用下会引发金属疲劳,出现微观裂纹并逐步扩展;若管束管材本身存在夹层、砂眼等原始缺陷,或焊接接头存在未焊透、咬边等质量问题,在压力与热应力共同作用下,缺陷处会率先失效,引发爆裂。
此外,运行操作不当也会诱发爆裂,比如锅炉严重缺水时盲目进水,高温管束突然接触低温给水,会因剧烈温差产生瞬时热应力,直接导致管束变形、破裂。