分类号：tk288文献标识码：b
文章编号：1004-8774(2000)01-41-02
analysis to the accident of szl10-1.27-aⅱ
boiler explosion
ma jian-bin▲
1 事故概况
某厂一台szl10-1.27型锅炉于1996年8月安装后投用，工作压力为0.9mpa，运行压力为0.5～0.6mpa。1999年3月底该锅炉进行了酸洗并经内部检验后投运，4月7日上午11时许，锅炉在运行状态下爆炸。锅炉爆炸后未发生移位，除锅炉前部两侧炉墙冲塌、外包散落外，该锅炉其余附件及附属设备、锅炉房建筑和右侧5米处的另一台锅炉均未受损，亦未有人员伤亡。
2 爆炸后锅炉本体形态
锅炉上锅筒内径900mm，壁厚14mm，材质16mng，筒体上侧水冷壁管孔分上下两排，错列，环向节距72mm，纵向节距106mm，管孔孔径52mm，筒体第一节左侧下排侧水冷壁管孔共12个，从第2个管孔至第12个管孔的所有纵向孔桥被撕开，为爆破口的主要部分。第12个管孔与上排最后一个管孔间的斜向孔桥也被撕开；第12个管孔筒体基体撕裂，裂口向后下方扩展(45°方向)至第2条环缝。破口全长1050mm，最大宽度约370mm(位于第7个纵向孔桥处)。破口呈橄榄形，断面尖锐，破口处筒体壁厚明显连续性减薄。破口位置及形状见图1及图2。
图1 破口位置
图2 破口形状及尺寸
从破口到锅筒底部筒体有明显大范围鼓包现象，但因爆炸后变形，筒体发生了伸直现象，无法确定鼓包的准确范围和程度。
裂口处所有水冷壁管仍与裂口上沿相连，且发生严重变形，最大变形量360mm；前水冷壁管左起第1至第5根也明显变形，最大变形量25mm。锅炉本体其余部位未见明显变形，本体内部几乎没有水垢。
另外，前后拱及立于后拱上的后墙(无水冷壁支撑)未发生明显松动。
3 现场检验
3.1 上下锅筒、水冷壁管外观检查
上锅筒底部外表面为大面积铁锈红与青灰色相混杂，局部有薄薄的氧化层脱落。炉膛内水冷壁管及第1对流管束入口处大部分管子根部外表面呈灰黄或灰红色，中上部则呈兰黑色，分界线非常清晰，位于侧集箱中心以上约500mm处。下锅筒内从底部向上约200mm处有一圈清晰的汽水交界面的痕迹，底部沉积了少量氧化皮和水垢等脱落物。
3.2 磁粉探伤
对上锅筒第1节内外表面作磁粉探伤，未发现表面及近表面缺陷。
3.3 上锅筒第1节内周长、壁厚、内外壁硬度侧量(表1)
表1 实测数据汇总
长度单位：mm；硬度单位：hb
| 纵向孔桥位序→ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | | 项 目 | 环向位置 | 实 测 值 | | 筒体厚度 | 破口处 | 13.8 | 12 | 10 | 8.4 | 7.2 | 6.4 | 6.0 | 7.0 | 9.8 | 11.0 | 12.4 | | 锅筒底部 | 13.9 | 13.9 | 13.9 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 13.9 | 13.9 | | 内壁硬度 | 破口处 | 197 | 196 | 210 | 246 | 250 | 255 | 249 | 230 | 235 | 210 | 222 | | 锅筒底部 | 176 | 166 | 174 | 162 | 160 | 174 | 168 | 167 | 165 | 160 | 161 | | 外壁硬度 | 破口处 | 165 | 167 | 169 | 166 | 171 | 162 | 160 | 159 | 167 | 161 | 162 | | 锅筒底部 | 157 | 160 | 159 | 161 | 147 | 140 | 139 | 147 | 149 | 152 | 154 | | 筒体内壁周长 | 2816 | 2820 | 2840 | 2860 | 2876 | 2890 | 2901 | 2886 | 2861 | 2838 | 2820 |
实测筒体原始内周长2816mm，筒体顶部壁厚13.9mm，筒体顶部内外壁硬度为178±6(hb)。
3.4 附属设备检查
电控柜上的水位报警警铃不响，一周前用户在修理炉排时曾将低水位联锁解除，因无检修记录，无人证明何时复位。该锅炉给水泵入口置于尾部敞口式余热水箱(替代了省煤器)，余热水箱无水位监控装置。其余附属设备未见异常。
4 取样分析
(1)上锅筒筒体顶部取样分析结果为：化学成份、力学性能合格，金相组织正常，为条状珠光体加条状铁素体，晶粒度8～9级。
(2)筒体破口边沿取样分析结果为：σb、σs不合格，化学成份合格。金相检验结果为：筒体内壁为低碳马氏体(深度0.6～1.7mm)，筒体壁中间及外壁为条状铁素体加珠光体，局部大块状铁素体，未见脱碳。
(3)破口处水冷壁管顶部(近上锅筒)取样分析结果为：σb、δs不合格，化学成份合格，金相组织为低碳马氏体加贝氏体。水冷壁根部化学成份、力学性能合格，金相组织正常，为条状珠光体加铁素体。
5 结论
(1)根据金相检验的结果可以判定，上锅筒和水冷壁管上端发生过热，且发生了相变。由于锅炉内没有水垢，因此只有缺水才可能导致过热。同时，由于爆破口位于锅炉侧面，而锅炉又没发生移位，可以推断爆炸能量很小，即缺水程度很严重。可以认为，下锅筒内的水迹和水冷壁管外壁不同颜色的分界线附近就是最终的缺水高度。这是一起因缺水干烧引起材料过热、材料强度下降进而发生爆炸的典型事故。
硬度、筒体周长的测量结果也支持上述判断。
(2)由于爆炸发生于运行状态，因此，低水位联锁装置不在工作状态；加上警铃不响，司炉工未得到缺水的有效提醒。司炉工也疏忽了对水位的监视，没有及时发现严重缺水并采取紧急停炉，显属操作失误。
(3)余热水箱没有水位监控装置、水泵安装不合理(由于吸上高度不足导致气蚀)、锅炉给水泵与余热水箱进水泵不联动是导致锅炉严重缺水的最直接原因。
(4)该锅炉判废。■
作者单位：马建兵（常州锅检所，常州市 213002） |
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