本文拟就这两次过热器爆管的机理做一探索，并籍此以引起有关方面的高度重视。

2 过热器爆管机理分析

2.1 爆管的直接原因是飞灰磨损。

图2和图3是此两次爆管最典型的爆破口。我们注意到几乎所有的爆破口都存在明显磨损的痕迹，破口附近壁厚减薄，且破口面与烟气来流方向呈45度夹角。这是灰粒和受热面间的不断冲击及不断剪切同时作用的结果。影响磨损最重要的因素是烟气速度和灰粒浓度。

2.1.1 磨损和流速的3.22次方成正比，因此速度影响很大。由于过热器区域温度较高，灰粒较软，设计中通常不考虑磨损。然而改造后的2、3#锅炉，烟气流速平均已达到11m/s。因离心力的作用，过热器的顶部、中部及底部，是烟气流速特高区，加之炉膛烟气残余旋转带来的影响，形成了局部烟气走廊，有时可比平均流速大3～4倍，这样磨损就要大几十倍，从而导致磨损问题变得十分突出。从爆管统计上看，正是这些位置上的管子发生了明显磨损。此外，凝渣管两侧存在的结焦堵塞，使过热器中部烟气走廊更为明显。

2.1.2 磨损的根源是烟气中的灰粒。它来自燃料中的灰份。一年多来，热电锅炉实际用煤一直存在灰份比设计值高，发热量比设计值低的问题，有时灰份含量竟超过一倍。在燃用高灰份煤后，飞灰的浓度大大增加，且灰粒具有和烟气同样的流速，于是引起了强烈的磨损。飞灰浓度集中的烟气走廊区域，情况更为严重。另一方面，2、3#锅炉飞灰可燃物一直偏高，灰中的碳粒不能完全燃烧，硬度较大，这使得磨损进一步加剧。

2.1.3 二次燃烧带来的烧损。运行中的锅炉工况受外界影响很大，有可能在凝渣管、过热器拉稀管区域发生煤粉二次燃烧。根据对水平烟道的检查，不少过热器管上结有焦渣，除去焦渣后局部有烧蚀的痕迹。烧损与磨损的双重作用，无疑使过热器工作条件恶化，增加了爆管的可能性。

2.2 爆管的间接原因是长期超温过热。

尽管这两次爆管具有一定的突发性，但观察爆破口形貌，未发现明显的胀粗或鼓疱，以及“薄唇”锐边核桃状的爆破口，这表明不是短期过热所致。相反，这些破口具有某些长期过热爆管的特征，如胀粗不严重，破口不大，断面粗糙等。事实上，2、3#锅炉在提产改造前的实际运行中一直存在主汽温偏高问题，有时甚至是严重超温，这无疑增添了爆管的风险。在锅炉受热面中，过热器的工作条件最差，根据设计，二级过热器的入口烟温是1097℃，出口烟温是894℃，由于过热蒸汽的传热性能较差，因而二级过热器管经常处在钢材耐热极限温度条件下工作，即使是采用了15CrMo这一低合金珠光体热强钢，但当管壁温度超过550℃时，蠕变极限和持久强度将显著降低。过热器局部超温原因有：

2.2.1 过热器管排存在的热偏差。对流烟道的热负荷分布是不均匀的，烟道中部的热负荷往往是烟道两侧热负荷的1.8倍，这使得部分管排受热过于集中。一旦实际运行的管壁温度超过钢材的耐热极限温度和高温氧化温度，必将引起管子蠕变爆管和氧化腐蚀。

2.2.2 实际使用的煤种变化大，与设计煤种差别大。在燃用低发热量高灰份煤时，配风难以正常，炉内燃烧工况恶化，如火焰偏斜，燃烧不完全，火焰中心上移等，导致水冷壁及过热器受热面大面积结焦或堆灰，影响到传热效果，增高了进入过热器的烟温。

2.2.3 锅炉过热器处长期以来无吹灰设备，不能及时清除管壁积灰积渣。这一项涉及锅炉安全运行的定期工作制因此而未能得到严格执行。

2.2.4 锅炉负荷波动的影响。锅炉蒸汽侧的变化往往敏捷于烟气侧，而燃烧调整总是滞后的。负荷降低过快时，过热器管排蒸汽流量分配不均匀，部分管排蒸汽流速突然降低甚至发生停滞，造成瞬间管壁的过热。超负荷运行的影响更为严重，一方面蒸汽流速加快，管内冲刷剧烈，另一方面烟温提高幅度更大，过热器管因得不到及时冷却而超温。