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摘要：为保障好锅炉的安全稳定运行，提高锅炉的能效，增加锅炉的使用寿命，科学处理好锅炉水质、排污、清洗等方面的问题；从锅炉锅壳鼓包爆炸的角度分析原因并进行有效的预防措施。旨在提高锅炉的安全、节能、环保要求。

关键词：锅炉；锅壳；鼓包；安全；节能

引言

锅炉在发电、取暖、消毒等方面用途广泛；从大的电站锅炉、余热锅炉再到工业用的燃煤、燃气以及生物质颗粒的小型蒸汽锅炉，应用非常广。锅炉是一种产生高温高压液体或气体的特种设备，因高温高压的工作环境而产生的磨损、腐蚀、水垢堆积等引发的事故也屡见不鲜。锅炉热效率高，燃气类锅炉的热效率甚至达到96%[1]，给工业生产降低了很大的成本，带来极大的便利。有机热载体锅炉的出口温度可以轻松超过300摄氏度，目前工业用的锅炉出口压力有些已经达到1.25MPa，蒸汽温度达到193摄氏度，在高温高压的工作环境下使得这类特种设备非常危险。国家为此制定了许多标准和规范对锅炉的生产、使用、检验检测等各个环节进行安全防控；对锅炉进行定期检查和检验具有非常重要的作用，对锅炉事故进行原因分析以及制定有效预防措施也非常有必要。

一、锅炉锅壳爆炸概述

贵州一企业用的一台锅炉，型号为：DZL6-1.25-BMF，具体参数详见参数表1，使用单位在使用过程中发现炉膛锅壳底部突然爆炸漏水，在场锅炉操作人员紧急采取应对措施停炉，未对设备造成进一步损坏和人员受伤，待锅炉炉膛温度降低至常温后观察发现锅壳底部鼓包破裂，外观形成爆开外突形状。对破裂处进行测量，破裂位置位于锅壳底部靠近生物质颗粒进料口位置，具体详见图1。经对破裂处进行壁厚测量，开口最薄处的壁厚为1.6mm，破裂长度为80.6mm，最宽处为12.4mm，破裂处材质偏硬，破口处周围壁厚检测呈现均匀减薄。

二、锅炉锅壳破裂处理

经过对鼓包破裂处进行观察和检测，根据《锅炉安全技术规程TSG11-2020》要求及相关规定做好修理备案准备工作，对减薄部分的锅壳底部进行挖补，挖补示意图详见图2。

1、锅壳维修前准备。使用单位咨询原设计单位，根据原设计单位书面同意的修理方案及要求，按不低于原设计单位要求[2]选用检测合格，厚度相近、性质相同的Q245R钢材作为挖补材料，选用合格焊接材料；制定焊接工艺评定和焊接工艺规程，联系具备相应资质的焊接人员，无损检测人员，水耐压试验人员，锅炉检验机构人员，做好修理准备和记录。

2、锅壳维修过程。从锅壳破裂周围明显减薄部位切割，将腐蚀减薄破裂的锅壳材料，根据切割尺寸备好长方形挖补材料；对长方形补板的四角采用大于100mm以上的圆弧过渡，长方形补板与锅壳装配时，焊缝边缘偏差△δ不超过钢板厚度的10%，最大不超过3mm[3]。在焊接工艺评定合格后由指定的焊接人员按焊接工艺规程要求进行焊接，现场焊接时不得强力组合，焊后按要求仔细清理焊缝并检查。

3、锅壳维修后处理。锅壳焊接完成后根据要求进行消氢处理和焊后局部热处理，确保补板焊接合格以及降低焊接残余应力；在焊后局部热处理完成后对焊缝进行无损检测，锅壳挖补焊缝进行100%射线或超声检测[4]。经过热处理和无损检测合格后，对锅炉本体按相关规范进行水（耐）压试验和检查，水耐压试验过程详见图3。按相关规范的规定检查了锅炉本体无变形，焊接以及连接部分无渗漏，压降小于0.1MPa，达到合格标准。最后将维修处理移交至使用单位保存。

三、锅炉锅壳爆炸分析

1、根据锅壳破裂形状分析：根据锅壳破裂形状分析符合承压设备金属过热爆炸的形状，缺口材质变硬，对破裂处材质进行金相分析，分析结果显示此处材质形成马氏体组织；马氏体组织晶格为体心立方晶格。马氏体组织具有高硬度低韧性的特点，材质较脆，在锅炉内部形成高压的情况下该处材质的断面收缩率和延伸率极低。金属首先会因过热而发生蠕变，从而导致裂纹的形成[5]。最终鼓包后产生破裂。

2、根据现场和资料核查分析：结合现场和锅炉定期外部检验报告发现，使用单位现场操作人员描述锅炉使用过程中安全附件及仪表正常、超压联锁正常、无严重缺水、操作人员按规定操作，但现场无水处理记录，无年度检查相关记录，经测现场水处理设备中水质硬度高，水处理不良。

3、根据锅壳内部检查分析：对锅炉锅壳内部检查时发现锅壳底部有结垢，另外对锅壳鼓包处进行检查时发现，锅壳底部安装有一根支撑管紧贴锅壳底部，造成排污不彻底，底部结垢较多，无法及时排除。结合地区的水质分析，根据该地区主要以地下水为主，钙镁离子较多，水的硬度大，水处理效果不佳，锅炉底部容易造成积垢，使用单位未重视水处理设备，未有效针对水处理结果进行加大排污导致结垢。

4、综合分析此次锅壳鼓包爆炸：此次爆炸原因一是锅壳底部结垢引起热传导受阻，二是支撑管阻碍排污不畅，最终导致底部金属过热鼓包，三是锅壳内部产生的蒸汽压力上升后最终引起鼓包爆炸。

四、锅炉爆炸预防措施

1、加强锅炉使用单位职责。制定好锅炉操作规程，由取得锅炉作业人员证的操作人员按锅炉操作规范进行规范操作；制定好月度、年度检查的细则和记录，对锅炉主要承压部件及安全附件和仪表、联锁保护装置等进行规范严格检查和校验，对水质处理设备定期化验分析，水介质是否达到标准要求，配合好检验机构进行年度检验。

2、加强锅炉作业人员培训。定期强化锅炉作业人员操作规范，加强操作规范和相关安全规章制度的宣传。

3、制定锅炉安全技术档案。使用单位应当按规定逐台制定好锅炉安全技术档案，保存好锅炉相关技术资料和检查检验记录报告。

4、完善锅炉使用管理制度和规程。使用单位应当根据相关规范严格制定好锅炉岗位责任制度、检查制度、交接班制度锅炉以及辅助设备操作规程、锅炉维护保养制度、水介质管理制度、节能管理等相关制度，妥善管理锅炉，确保锅炉安全稳定运行。

5、加强锅炉水介质处理。使用单位应按相关规范做好水处理工作，保证水处理系统和加药装置正常运行，按时对水汽质量进行检测，严格控制好锅炉水质。

6、及时排污和化学清洗。根据锅炉水质确定好排污方式和排污量，严格监控水位；根据停炉检查，及时正确的对锅炉水垢进行化学清理，控制好清洗时间，及时清除结垢[6]。

五、结束语

为保障好锅炉安全稳定运行，减少事故发生率，提高锅炉的使用效率，应当吸取事故的教训，完善好锅炉使用的各个环节。按时自检和检验，确保锅炉安全附件及仪表在检定有效期，对水处理设备及时查验水处理质量，监控好锅炉水位和压力，切实保障好人员和设备安全。

参考文献：

[1]TSG 91-2021锅炉节能环保技术规程[S].北京；国家标准化管理委员会，2021.

[2]TSG11-2020 锅炉安全技术规程[S].北京；国家标准化管理委员会，2021.

[3]中国特种设备检验协会.工业锅炉检验（GL-1）[M].2014.

[4]中国特种设备检验协会.承压类特种设备无损检测相关知识[M].2021.

[5]翁华明.锅炉锅筒鼓包产生裂纹的原因分析及修复方法[J].机电技术 ， 2006 （02） .

[6]袁寅强，杨旭.-起工业锅炉锅筒底部鼓包开裂案例分析及预防措施[J].特种设备安全技术，2021（02）.