1 锅炉简介 常熟二电厂1、2、3号锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进日本三井巴布科克能源公司技术设计生产的超临界复合循环锅炉，型号为HG1952/25.4－YM1。该炉为π型布置，单炉膛、前后墙对冲燃烧方式，设计燃用烟煤。炉膛上部布置屏式过热器，水平烟道依次布置末级过热器和末级再热器，在尾部竖井的四周为包墙过热器。锅炉启动系统带循环泵，其容量为35%BMCR。
2 过热器系统 过热器系统流程：顶棚过热器 → 包墙过热器 → 一级过热器 → 一级喷水减温器 →屏式过热器入口汇集集箱 → 屏式过热器入口小集箱 →屏式过热器出口小集箱 → 屏式过热器出口汇集集箱 → 二级喷水减温器 → 末级过热器。
2.1 顶棚过热器 顶棚过热器布置在炉膛、水平烟道顶部，由外径为Φ219mm的顶棚入口集箱引出192根Φ63.5mm、材料为SA－213T12、节距为115mm的管子组成，管子之间焊接6mm厚的扁钢，另一端接至外径为Φ219mm顶棚出口集箱。
2.2 包墙过热器 顶棚出口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接，后烟道顶棚转弯下降形成后烟道后墙，后烟道前、后墙与后烟道下部环形集箱相接，并连接后烟道两侧包墙。侧包墙出口集箱的24根Φ168mm引出管与后烟道中间隔墙入口集箱相接，隔墙向下引至隔墙出口集箱，隔墙出口集箱与一级过热器相连。除烟道隔墙的管径为Φ57mm外，烟道包墙的其余管子外径均为Φ44.5mm。包墙过热器材料为SA－213T12。
2.3 一级过热器 一级过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中，由3段水平管组和1段立式管组组成，第1、2段水平过热器沿炉宽布置190片、横向节距为115mm，每片管组由4根Φ57×8mm、材料为SA－213 T12的管子绕成。至第3段水平过热器，管组变为95片，横向节距为230mm，每片管组由8根Φ51×6.6mm、材料为SA－213T12的管子绕成，立式一级过热器采用相同的管子和节距，并引至出口集箱。
2.4 屏式过热器 屏式过热器布置在上炉膛，沿炉宽方向共有30片管屏，管屏间距为690mm。每片管屏由28根并联管弯制而成，管子的直径为Φ38mm，根据管子的壁温不同，内圈管及入口段材质为SA－213T91，外圈管及其出口段采用SA－213TP347H。
2.5 末级过热器 末级过热器位于折焰角上方，沿炉宽方向排列共30片管屏，管屏间距为690mm。每片管组由20根管子绕制而成，管子的直径为Φ44.5mm，材质为SA－213 T91。 2.6 减温器 一级喷水减温器装在一级过热器和屏式过热器之间的管道上，外径为Φ508mm，壁厚为84mm，材料为SA－335 P12。二级喷水减温器装在屏式过热器和末级过热器之间的管道上，外径为Φ508mm，壁厚为68mm，材料为SA－335 P91。
2.7 过热器结构特点 为消除蒸汽侧和烟气侧产生的热力偏差，过热器各段进出口集箱采用多根小口径连接管连接，并进行左右交叉，保证蒸汽的充分混合。 在屏式过热器底端的管子之间安装膜式鳍片，以防止单管的错位、出列，保证管排平整，有效抑制了管屏结焦和挂渣，同时方便吹灰器清渣。屏式过热器和末级过热器在入口和出口段的不同高度上，由若干根管弯成环绕管。环绕管贴紧管屏表面的横向管将管屏两侧压紧，保持管屏的平整。
3 爆管及检查情况
3.1 爆漏现象及过程 2005年6月3日 2号机组620MW运行，主汽压力25.4 MPa，主汽温度540℃。22时26分，锅炉“四管”检漏装置发出屏式过热器泄漏报警，现场检查、确认爆漏后锅炉停炉。
3.2 屏式过热器爆漏位置 右第1屏从外往内数第28根，即内圈第3根管出口段，标高55m处。需要指出的是该厂1号锅炉屏式过热器爆漏位置为：从外到内数第28根，即内圈第1根管出口段顶棚下约1m处弯头。爆漏处屏式过热器管材质为SA－213T91，规格为Φ38×8mm。
4 爆管原因分析
4.1 宏观分析 破口为刀刃型断口，呈喇叭状。边缘锋利，管壁减薄很多，破口胀粗明显。二次爆口形貌为“管子边缘呈薄形的鱼嘴状爆破”。
4.2 金相分析 对爆漏管试样进行化学元素分析、金相分析等试验，结果如下： (1) 原材料化学成分、抗拉强度符合有关标准要求。 (2) 短期超温引起金相组织发生变化是爆漏的主要原因，次要原因是管子制造存在壁厚不均，最小壁厚6.76mm，最大壁厚9.3mm，理论最小壁厚6.45mm，已经超过国家标准的规定，该管子系国产冷拔管。
4.3 原因分析 割开爆漏管对应的右数第1片屏过入口小集箱检查孔Φ76×10mm，内部有一Φ62mm的眼镜片，初步判断爆漏由于眼镜片堵在该管进口处节流而引起的。 随后对所有屏过入口小集箱进行割检查孔检查，在总共30片屏过入口小集箱中有左1、左2、左15、右2小集箱内部有杂物，有杂物的集箱比例为17%。因屏式过热器入口汇集集箱无检查孔，只得割屏式过热器入口汇集集箱出口Φ168×30mm蒸汽导汽管检查，清理出约2kg异物杂物，包括25块直径在10mm以上的眼镜片、焊渣及铁屑等。 屏过入口小集箱对应的管座内径小于Φ48mm，可以判断Φ62mm眼镜片不是来自自身，而是来自屏过之前的受热面管。 实际上该屏过入口小集箱已检验过，检验结果该集箱无异物。为什么该厂1、2号锅炉仍发生屏式过热器内圈管爆漏？且发生在两侧的管屏？
4.3.1 屏式过热器入口小集箱结构 屏式过热器管公称内经22.5mm，屏过入口从外往内 数第1-2根管节流孔径为22.5mm（无节流），第3到13根管节流孔径为14mm，第14到28根管节流孔径为12mm，末级过热器入口小集箱没有节流孔。
尽管屏过入口小集箱已检查清理干净，但锅炉经过调试阶段的冲管、试运行，顶棚、包墙、一级过热器和一级喷水减温器内杂物就有可能被带到屏过入口小集箱。当杂物的内径大于12~23mm时，杂物就留在屏过入口小集箱。 d r d屏过入口小集箱内有杂物时，杂物最有可能在屏过入口小集箱的两端。从外往内数第1、2根外圈管无节流，内径大，杂物堵塞而造成的节流的可能性相对要小些；从外往内数第14到28根内圈管节流孔径为12mm，当杂物堵塞时易造成该管子工质流量偏小而失效损坏，因此，屏过爆漏多发生在节流孔径为12mm的内圈管上。
4.3.2 过热器系统结构 为消除蒸汽侧和烟气侧产生的热力偏差，过热器各段进出口集箱采用多根小口径连接管连接，并进行左右交叉，保证蒸汽的充分混合。左、右一级喷水减温器出口分别到屏式过热器右、左入口汇集集箱，而右第1、2屏式过热器、左1、2屏式过热器入口小集箱分别处于右、左入口汇集集箱的端部。顶棚、包墙、一级过热器、一级喷水减温器内杂物容易在屏过右、左入口汇集集箱的端部积蓄，而积蓄在屏过右、左入口汇集集箱的端部的杂物极可能被带到紧靠屏过入口汇集集箱端部的右第1、2屏、左1、2屏入口小集箱，因此爆漏多发生在右第1、2屏式过热器和左1、2屏式过热器管上。
4.3.3 屏式过热器母材 爆漏处屏式过热器管材质为SA－213T91，规格为 Φ38×8mm。该管最小壁厚6.76mm，最大壁厚9.3mm，管子存在较严重的壁厚不均。爆管首先发生在出口段壁厚最薄弱处。而1号锅炉屏式过热器爆漏发生在弯头背弯薄弱处。
4.4 其它 该厂3号锅炉调试吹管结束后对屏式过热器入口汇集集箱和入口小集箱进行割管检查，清理出3kg的杂物。3号锅炉自整套满负荷试运以来，屏式过热器未发生类似的失效损坏。
5 结论及建议
(1) 600MW超临界复合循环锅炉屏式过热器发生短期超温失效损坏，其爆漏部位多发生在右第1、2屏、左1、2屏内圈管出口段，当屏式过热器入口小集箱有杂物时节流孔径小的内圈管易发生杂物堵塞节流而失效损坏。
(2) 在基建锅炉吹管调试结束后对屏式过热器入口汇集集箱和屏式过热器入口小集箱割孔检查、清理杂物。
(3) 建议锅炉制造厂增设屏式过热器入口汇集集箱检查孔，保留屏式过热器入口小集箱检查孔。
(4) 锅炉制造和安装单位加强质量控制，防止异物进入锅炉受热面管。
