1、概况
某火力发电厂1号锅炉系东德赫恒士尔姆锅炉厂制造，1970年投入运行，锅炉型号为EKM- 200／100。该锅炉按燃用贫煤制造，单炉膛，Ⅱ形布置，双汽包自然循环，火室燃烧器四角布置，干态水力出渣。锅炉主要参数见表1。
2002年12月18日19时03分，该厂1号锅炉运行人员发现锅炉主蒸汽压力突然降至9.0 MPa，炉膛负压由-80 Pa摆至+80 Pa，给水流量突然增至220 t／h，乙侧后烟温降至460℃，乙侧高温过热器有泄漏声。停炉后发现：l号炉由乙向甲数第三排、由前向后数第18根管子爆开，爆口处标高为25 m，高温过热器管子材质为10CrM0910。该锅炉累计运行时间为225 730h，由于系统负荷的要求，1997年开始锅炉频繁不停机调峰，富通新能源销售生产
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
1号炉高温过热器直立于炉膛上部，受热强度大，为对流式过热器，顺流排列。
2、试验分析
该火力发电厂1号锅炉高温过热器累计运行225 730 h，已经超过设计使用寿命；近3年该过热器没有发生爆管或泄漏事故。由此可以初步判断：过热器管子原材应该没有问题。在没有备用管可供比较的情况下，从以下几个方面进行了试验分析。
2.1宏观检验
爆口呈喇叭形开裂，最大张开宽度约70 mm，最大张开长度约100 mm;爆口边缘减薄较多，断裂部位厚度仅为1.5 mm左右，断裂边缘锐利，爆口断裂面较为光滑，呈撕裂状；管子外壁呈浅蓝黑色，爆口附近管子有胀粗现象，破口的内外壁由于炉管内汽水混合物的急速冲刷而显得十分光洁。
由宏观检查初步推断，爆口形貌符合短时过热爆管特征，即由于某种原因（如管子堵塞或水循环不良等）引起管子局部超温运行，此时钢材的强度极低，塑性、韧性很高，瞬间能以比较高的速度使管子爆破，表现出变形很大、爆口很薄。高温高压蒸汽能使管子瞬间以很高的速度爆破。
2.2化学成分分析
对爆破管进行化学成分分析，分析结果见表2。由表2中数据可知，爆破管化学成分符合要求，证明原材没有问题，不存在错用钢材的可能，验证了我们开始的推断。
2.3力学性能试验
对爆破管取样进行常温力学性能试验，试验结果及对照标准见表3。由表3数据可以看到，常温下爆破管的抗拉强度较低，爆破管的屈服强度已经不能满足要求，所有试验数值均接近标准规定的下限值。由此可见，经过超长期服役，在高温和热应力作用下，过热器的力学性能已经严重下降，不能满足过热器管的使用要求。
2.4金相组织分析
对于10CrM0910钢，不同的热处理工艺可获得不同的使用组织，用作火力发电厂锅炉和高温蒸汽管道及其部件时，通常是以885～980℃正火，然后再650～780℃回火作为钢管厂出厂时的热处理。经这样的处理后，其组织视正火和回火温度的高低，也会出现不同的原始组织，诸如：铁素体十珠光体、铁素体十回火贝氏体以及具有贝氏体位向的索氏体组织等。
本次试验没有备品管可作比较，所以参照1994年该厂1号锅炉《在役电站锅炉检验报告书》中金相检验内容。该报告中，高温过热器向火面和背火面组织均为：贝氏体十碳化物十少量铁素体。由此可以认为，该高温过热器原始管组织应该为回火贝氏体或者回火贝氏体十铁素体。
回火贝氏体其实是一种铁素体十碳化物的混合组织，只是铁素体还保留有原来贝氏体的位向。不论原始组织是哪一种，在运行过程中，均会发生如下变化：一是碳化物的聚集长大过程，其中一方面是原有碳化物的聚集，另一方面在原有碳化物边上会析出新的碳化物，这些新的碳化物也会与原有的碳化物发生聚集作用，这两方面作用的结果是碳化物颗粒不断增大，而单位面积上的碳化物颗粒数目减少；二是铁索体在运行过程中有碳化物的析出，析出物一开始是针状的，随着时间的增加铁素体内碳化物会聚集长大，并且向铁素体边界迁移，导致铁素体内碳化物数量减少。若最后铁素体的贝氏体位向完全消失，并且在铁素体的晶界和晶内分布有球状的碳化物，这种组织就是严重的球化组织了。
图1～6分别是管子爆口及爆口附近不同位置处显微组织照片。
由图1、2可见，爆破管远离爆口处显微组织为少量回火贝氏体十铁素体十碳化物。组织中大部分回火贝氏体已经分解为铁素体和碳化物，大量细小碳化物已经析出且弥散分布，但并未聚集长大向晶界移动，因此得知该处组织已趋于老化，但并未达到严重老化，也就是说不存在长时过热现象。
而由图3可以看出，爆口处组织为典型的贝氏体组织，与远离爆口处组织完全不同。因此可以推断，爆口部位在爆破前过热温度较高，超过了lOCrM0910钢的(790℃)线，使得该处组织发生相变，即：爆破处过热温度较高，造成该处钢的强度较低，高温高压过热蒸汽使管子发生爆破，过热蒸汽迅速冲出，对爆口处管子进行冷却，相当于对此处管子进行了等温淬火，从而得到图3所示贝氏体组织。此时，由于该处瞬时局部过热温度较高，钢的强度较低，而塑性、韧性较好，在管子爆破的瞬间，管子变形速度很快，表现出变形大，破口很薄的特征。
从图4～6可以看出，在离开爆口的其它部位，高温过热器组织没有发生相变，管子组织仍然为少量贝氏体十铁素体十碳化物。
3、结论及建议
3.1结论
(1)试验结果表明，爆破管化学成分符合要求，高温过热器管力学性能已经严重下降。
(2)金相检验结果表明，爆破管组织已趋于老化。本次爆破的直接原因是短时超温过热，造成过热的原因与锅炉燃烧、热交换以及锅炉结构、运行操作等因素有关。
3.2建议
(1)电厂应加强运行管理，尽量避免超温现象的发生。
(2)加强化学监督，保证汽水质量。
(3)建议电厂从管内介质流速、炉膛热偏差及烟气走廊等方面查找过热爆管原因。
(4)1号炉运行时间已经超过设计使用寿命，建议对其进一步扩大取样范围，重点是确定管材组织的老化状况，富通新能源不但生产销售生物质锅炉，而且还销售木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料专供生物质锅炉燃烧使用。
相关生物质锅炉颗�；罚�
1、
生物质蒸锅
2、
秸秆压块机
3、
木屑颗�；�
