KZL型蒸汽锅炉改为热水锅炉后管板裂纹原因探讨摘要：针对KZL型锅炉改为热水锅炉，实际运行情况中发生的事故调查及原因分析，从而总结了锅炉损坏的原因，指出锅炉安全运行的途径。关键词：KZL蒸汽锅炉裂纹原因检验建议KZL型蒸汽快装锅炉改为热水锅炉的结构主要有两种形式：即强制循环的热水锅炉和自然循环的热水锅炉。蒸汽锅炉改为热水锅炉在经过几年运行后，常常发现在后管板高温区烟管管头部位发生“放射状”的裂纹，严重时甚至在管板孔桥处也产生裂纹。当烟管采用的是胀接连接时，则会在胀口处发生松动，最后到漏水。有些单位在使用蒸汽采暖时锅炉尚无问题，一旦将蒸汽锅炉改为热水锅炉时就发现这些问题，有的汽改水的锅炉运行一年后就发生后管板高温区烟管管端裂纹，运行三年后发生后管板高温区管桥裂纹。通过定期检验，事故调查及原因分析，总结如下几方面的因素。一、制造质量不符合有关标准要求。JB1622-83《锅炉胀接管孔尺寸及管端伸出长度》及《蒸汽锅炉安全监察规程》规定：烟管伸出管板长度为4~6mm，事故调查和检验中发现不少锅炉烟管管端伸出长度超标，有个别烟管管端伸出长度10~20mm，严重超标。管端从管板伸出后离锅壳内部的工质较远，冷却程度差，管端长期处于高温烟气压的工作状态，则会在管口应力最大的地方首先产生裂纹，裂纹还会顺着管壁向纵深发展，最后使锅炉产生漏水而停止运行。二、结构不合理蒸汽快装锅炉的锅壳直径一般比较大，把蒸汽锅炉改为强制循环的热水锅炉后，原来的下降管成了上升管。根据集箱中静压分布规律，前面受热面的流速比后面受热面中的流速高。而下降管的直径为133mm，水冷壁管的直径为63.5mm。这样，下降管的流动阻力比水冷壁管的流动阻力要低。对蒸汽锅炉来讲，锅水处于饱和状态，锅炉内部的介质温度较均匀一致；汽水两相沸腾换热效果好，且使锅水的扰动较为强烈。而改为热水锅炉后，锅炉内的介质温度远离饱和状态，锅炉流速低，扰动小，锅内单相水换热效果差，整个锅炉内的水温发生了分层现象。在管板附近，由于管束遮挡和后管板的阻力，部分锅水甚至出现停滞状态，这部分水吸收管板和烟管束传递过来的烟气热量后温度升高。在后管板区，尤其是管口附近，较高的热负荷使得这部分锅水产生表面汽化。这些汽化的汽泡一旦脱离金属壁面，周围较低温度的水就会补充过来，造成管板和管口附近的壁温交替变化。三、锅炉管板与烟管结构的影响。KZL型蒸汽快装锅炉管板与烟管角接有焊接和胀接两种型式。焊接型式有一种伸出端长度和封焊的焊缝伸入烟室，胀口在后管板接口处虽有90°板边，也不可能完全密合。加之管口的烟气扰动强烈，且内部换热不良，造成管口处壁温偏高。另一方面烟管都是直管，膨胀和收缩直接作用在管板与烟管的角接处造成该处应力集中。因此形成温度和应力在该处共同作用使管板与烟管的角接处产生裂纹。四、改装型式的影响。KZL型蒸汽快装锅炉改为热水锅炉的结构上型式分为两大类。第一类型由下部集箱进水、回水流经水冷壁后进入锅筒，从原主气阀口处引出。这种改装型式较简便，得到广泛的运用。该种型式的锅内水循环基本上靠强制循环。第二种类型是回水从锅壳引入，一般在锅壳内加装配水管引至四个下降管口，回水一部分与管壳内水混合，一部分经下降管进下集箱作为冷壁供水，出水口在原主汽阀处。其水循环保留了蒸汽锅炉自然循环的特点。这种改装由于受锅壳内空间和管束的限制，比较复杂。将两种类型的锅炉进行统计，第二种类型优于第一种类型的改装。从水循环的情况来说，虽然后一类型比前一类型对后管板部的循环状态有所改善，但并未能从根本上解决后管板高温区管桥裂纹问题。第二种类型改装的锅炉损坏也是相当严重的。五、锅炉运行管理的影响。KZL型蒸汽快装锅炉改装的锅炉有些严重的损坏，但仍有一部分锅炉运行多年并无异常现象。说明运行管理与后管板区损坏存在着密切的关系。采暖锅炉多为间隙式运行，起停频繁，造成热负荷的较大波动，水温控制的变化幅度较大等使得管板的膨胀收缩频繁而导致管板与烟管接口处的疲劳。水处理不良造成受热面结垢使壁温升高；炉膛烟气出口温度过高等也会使后管板的损坏。改装的热水锅炉后管板损坏的原因是复杂的。究其根源是锅炉自身结构以及改装形式的不合理所致；而锅炉的运行管理对防止产生后管板的渗漏和裂纹，也具有十分重要的作用。几点建议：（1）从锅炉结构上要考虑尽量减少温差和较大热应力，推广热水锅炉本体自然循环，系统强制循环的方式，进水、出水要均匀，避免回水直冲高温受热面，从而降低后管板高温区管桥裂纹的倾向。（2）搞