Page 70 - 理化检验-物理分册2022年第六期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202206014

承压蒸汽锅炉烟管开裂原因

李朝辉,盖跃华

( 深圳市质量技术监督评价事务所,深圳 518000 )

摘 要: 某承压蒸汽锅炉检修时发现其烟管端头处出现大量裂纹, 采用宏观观察、 扫描电镜分
析, 以及热力计算和结构设计校核对烟管开裂原因进行了分析。结果表明: 烟管端头部位温度过高
导致热疲劳开裂; 锅炉结构存在严重的设计问题, 锅炉炉胆长度太短, 燃烧器与炉膛实际结构不匹
配, 造成回燃室和烟管端头位置温度过高。

关键词: 烟管;热力计算;结构设计校核;疲劳裂纹

中图分类号: TG115.5 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 06-0054-04

Causesofsmoke p i p ecrackin g of p ressuresteamboiler

LIZhaohui , GAIYuehua

( ShenzhenSurve y & A pp raisalA g enc yofQualit y & TechnicalSu p ervision , Shenzhen518000 , China )

Abstract : Alar g enumberofcracksa pp earedattheendofthefluep i p eofap ressurizedsteamboiler.The

reasonsforthecrackin gofthefluep i p ewereanal y zedb y macrosco p icobservation , scannin gelectron microsco py

anal y sis , thermalcalculationandstructuraldesi g ncheck.Theresultsshowthatthehi g htem p eratureattheendof

thefluetubeledtothermalfati g uecrackin g .Therewereseriousdesi g np roblemsintheboilerstructure.Thelen g th

oftheboilerfurnacewastooshort , andtheburnerdidnotmatchtheactualstructureofthefurnace , resultin g in

hi g htem p eratureattheendofthecombustionchamberandthefluep i p e.

Ke y words : smokep i p e ; thermod y namiccalculation ; structuraldesi g nverification ; fati g uecrack
某药厂购置的 WNS15-1.25-Q 型锅炉为典型的 材 料 为 Q245R 钢;回 燃 室 ( 燃 尽 室 )尺 寸 为
卧式三回程燃气蒸汽锅炉( 以下简称蒸汽炉)。该蒸 2000mm×18mm ( 外径 × 壁厚), L 3 ( 锅炉回燃室

汽炉自投入使用以来, 采取“ 一备一用” 的方式交替 长度) 为 650mm , 材料为 Q245R 钢; 回燃室后管板

使用, 运行约 600d后对锅炉进行检修, 发现锅炉烟 尺寸为 2000mm×18mm ( 外 径 × 壁 厚), 材 料 为

管端头处出现大量裂纹。 Q245R 钢; 蒸 汽 炉 外 形 尺 寸 ( 长 × 宽 × 高 ) 为

该蒸汽炉在投入使用一年多时, 出现过防爆门 6.65m×2.76m×3.23 m 。为查明该蒸汽炉烟管

过烧和烟室孔圈烧穿现象, 采用重新砌筑耐火墙, 将 开裂的原因, 笔者对其进行了理化检验以及热力计
防爆门改为检查门的方式进行了处置。 算和结构设计校核分析。
该蒸汽炉的主要设计参数、 结构尺寸及材料为:
1 理化检验

额定蒸发量为 15t / h ; 额定蒸汽压力为 1.25 MPa ;

额定蒸汽温度为 194 ℃ ; 给水温度为 20 ℃ ; 耐压试 1.1 宏观观察

验 压 力 为 1.65 MPa ;计 算 天 然 气 消 耗 量 为 蒸汽炉烟管端头宏观形貌如图 1 所示, 由图 1

3 可以看出, 烟管管端部位有轴向穿透裂纹, 裂纹从管
1293Nm / h 。 波 形 炉 胆 尺 寸 为 1 200 mm ×

( 炉胆长度) 为 4070mm , 端沿轴向扩展到角焊缝位置, 裂纹透过角焊缝扩展
18mm ( 外径 × 壁厚), L 2
至管板管孔内。现场实际测量得到: 管头伸出管板

长度( 管端至管板面距离) I 为 10~13mm ; 管子与
收稿日期: 2021-11-26
为3~4mm ; 管子超出其与管板连
作者简介: 李朝辉( 1965- ), 男, 本科, 高级工程师, 主要从事产 管板焊脚高度 l 1

为 6~10 mm ; 焊脚宽度( 径向尺
品质量鉴定和知识产权司法鉴定工作, 13998850760@163.com 接焊缝的长度l 2
5 4