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过热器是锅炉的重要组成部分，它的作用是将饱和蒸汽加热成为有一定温度的过热蒸汽。为了提高热循环效率，现在的过热蒸汽参数已经由原先的超高压提高至亚临界、超临界、超超临界等压力。过热器管子采用的材料有15CrMoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVB、SA213-T91、SA213-T92、TP304、TP347、Super304H、TP347HFG、HR3C等耐高温材料。过热器根据它所采用的传热方式分为对流过热器、半辐射过热器（屏式过热器）及辐射过热器。目前的大型电站中通常采用上述三种形式的串级布置系统。
过热器工作环境恶劣，在“四管”泄漏中，过热器管失效频率最高，而且随着旧机组服役时间的增加及新机组参数的提高，过热器管的失效事故有逐年上升的趋势。根据我国电站实际情况的调研，过热器管的失效机理主要有长期过热、短期过热、磨损、水汽侧的氧腐蚀、应力腐蚀裂纹、热疲劳、高温腐蚀、异种金属焊接质量等。
过热器爆管失效可产生如下现象：
1）蒸汽流量急剧下降，蒸汽流量不正常地小于给水流量。
2）燃烧室、炉膛内由负压突然变为正压，严重时从炉膛孔门向外喷出炉烟和蒸汽。
3）过热蒸汽管道附近有蒸汽喷出的响声。
4）过热蒸汽温度变化。
5）排烟温度降低；烟气颜色变成灰白色或白色。
6）过热器后烟温度差增大。
7）引风机负荷增大，电流增高。
以河北兴泰发电有限责任公司的锅炉为研究对象，其过热器爆管主要的原因有长期过热、金属老化、高温腐蚀和检修质量不良。其中长期过热为最主要原因，在过热器爆管原因中占43%。以下对长期过热现象与过程进行分析。
1.长期过热的概念
过热也可相应分为长期过热和短期过热两种。由于过热是与爆管紧密相连，因而所谓长期过热是指金属长时间在应力和超温的作用下导致管子爆管，其所超过的温度水平，要比短期过热的超温温度水平低得多，并且通常不超过钢的临界点温度。短期过热则反之，管子金属在超短期内由于温度升高而在应力作用下爆管。其超温温度水平较高，并通常超过 A C1 温度，因而会出现相变。长期过热是一个缓慢的过程，长期过热是由于蠕变变形而使管子爆破，而短期过热则往往是一个突发的过程。管子金属在很高的超温温度下被内部介质的压力作用而很快爆破。由于它们的爆破过程不同，因而短期过热和长期在爆破口的变形量、破口形状及破口的组织变化上都会有所不同。大量的爆管事例表明，通常短期过热多发生在锅炉过热器管上，而长期过热则多发生在过热器管上。要把承压受热部件过热的概念与热处理缺陷的过热区分开来。后者是一种热处理的缺陷，是由于过高的加热温度使奥氏体晶粒粗大，并在一定的冷却条件下产生魏氏组织，致使钢的冲击韧性降低。这种缺陷可用重新在较低温度下加热奥氏体化，随后冷却的热处理来清除。过热是作为分析爆管的现象而提出的概念，而与高温零部件的使用寿命相连，并用以说明金属在爆管时的断裂过程的本质。如长期过热是对应于蠕变断裂，而短期过热则对应于高温快速拉断。两个过热，虽然名词相同，但含义却截然不同。
2.长期过热爆管的特征概念
长期过热，造成的爆管破口不大，破口的断裂面粗而不平整，破口边缘是钝边，减薄很少，并不锋利，破口附近并有众多的平行于破口的蠕变裂纹。通常由于长期处于高温下运行，破口外表面上会出现一层较厚的氧化皮，该氧化皮很脆，且容易剥落。破口实物如图3-1所示。另外，管径胀粗具有典型的蠕变断裂特征。
3.长期过热的爆管过程的特征概念
管子在高温下运行时，所受的应力主要是由于水或汽水混合物内压所造成的对管子的切向应力。在这种应力的作用下，使管子发生胀粗。当过热器在正常的设计应力作用下并于额定温度下运行，管子以相当于10 -7 mm/mm·h数量级的蠕变速度发生管子的正常径向蠕变。当管子由于超温而长期过热时，由于运行温度提高，既是管子所受应力不变，管子也会以加快了的蠕变速度而使管径胀粗。蠕变速度的加快程度与超温水平有关。随着超温幅度的提高，蠕变速度也会增加（10、100、…）倍，而由10 -7 mm/mm·h时增加为（10 -6 、10 -5 、…）mm/mm·h数量级。于是，随着超温运行时间的增加，管径就越胀越大，慢慢地在各处产生晶间裂纹；晶间裂纹的继续积聚并扩大就成为宏观轴向裂纹，最后以比正常温度正常压力小得多的运行时间而开裂爆管。
4.金相分析
过热器管因受到长期过热而爆管，爆口处迎烟气侧组织为铁素体+碳化物，原有的珠光体己经严重球化，珠光体区域已完全消失，钢中的渗碳体已分布在铁素体的晶界上，球化程度严重，破口强度已显著降低，如图3-2所示。背烟气侧组织基本上为铁素体+块状珠光体，珠光体没有球化现象，为正常组织。
图 3-1 长期过热爆管的破口实物
图 3-2 长期过热爆管的破口组织
锅炉炉内布置了大量过热器管，煤粉在炉膛中燃烧放出的热量，以辐射、导热和对流的传热方式传递给过热器内的介质。随着锅炉容量的不断提高，设备结构更加趋于复杂，不可避免地导致并联的各过热器管的流量及吸热的差异。同时，锅炉运行的复杂性又使管组在宽度和高度方向上出现吸热不均，导致锅炉过热器管产生破裂，发生炉管泄漏事故。过热器的工作条件非常恶劣，过热器管的泄漏是必然的，且任何位置上的管子都有泄漏的可能。过热器泄漏事故，在锅炉事故总数中占有很大的比例。而一旦过热器管发生泄漏，就会冲刷临近的管子，使过热器管产生大面积损坏，造成更大的损失，所以在早期发现过热器泄漏是很有意义的。
过热器泄漏主要是由于长期超温所致，而长期超温常与热偏差联系在一起。过热器受热面内工质温度很高，而且多布置在烟温较高的区域内，工作条件非常恶劣，且受热面管壁温度已接近金属材料的极限使用温度。尽管常规运行下锅炉出口过热汽温通过汽温调节后保持额定汽温值，但由于热偏差的存在，必然有部分管内工质温度已超过额定汽温值，而部分管内工质温度却未达到额定值；受热面管圈之间管内蒸汽温度分布及管壁金属温度分布存在一定的差异。在一定的设计条件或运行条件下，这种差异若被放大或总体温度水平严重偏离额定值，就会引起过热器的汽温问题。
汽温问题可分为两大类：①总体超温或欠温，过热汽温或减温水量严重偏离额定值；②局部超温，过热器管组中某些管片中的某些管子金属温度超过许用温度。总体汽温偏差主要由设计和运行原因引起。造成过热器和再热器吸热量与设计值之间存在较大偏差的原因主要包括热力计算不准确、炉内燃烧组织不合理及煤质变化等导致炉膛出口烟温远离设计值、吹灰器工作不正常等。形成局部超温的原因主要有以上论述的烟气侧偏差，过热器及集箱系统设计不合理导致各管片间管内蒸汽流量与吸热量不匹配，同屏管子间蒸汽流量与吸热量不匹配等。
过热器泄漏的防范措施有以下几种。
1.进行锅炉校核设计
聘请专业设计单位为锅炉校核设计，优化调整锅炉布置，适应当前煤种，保证汽温和烟温指标，达到安全经济运行。
2.采取过热器高温防腐蚀措施
在当前燃煤状况对于锅炉已形成影响的情况下，应对锅炉加大资金投入，用于锅炉“健康”状况的恢复。加大更换受热面管力度和积极采取防止泄漏如主要针对锅炉受热面的防磨措施及高温防腐蚀措施。例如：对于炉膛出口受热面利用大修时机，进行喷涂高铬抗蚀涂料，防止高温垢下腐蚀的发生，以抵抗高硫煤的影响。
3.保证入炉煤品质
锅炉燃煤品质对于锅炉的健康状况影响至关重要。尽可能地改善燃煤品质是解决问题的最有力措施。进一步加强煤场管理和燃料配送的力度，保证合理掺配，杜绝禁运煤入厂，保证入炉煤的品质，对于锅炉可靠性的提高具有重要的意义。
4.合理调整炉内燃烧
调整好一次风和给粉机转速，风、风粉和火嘴投用的层次要均匀，低负荷时要集中某一层。
加装一次风风粉浓度和一次、二次风在线测量装置，以提高燃烧调整水平，保证锅炉的安全性和经济性。减弱炉膛出口烟气的残余旋转。煤质变差是目前普遍存在的问题，针对此问题必须加强燃烧调整完善制粉系统，提高制粉出力；严格控制煤粉细度在合格范围内等，这些都是首先要解决的问题。
5.监督与检测方面
加强过热器泄漏的监督与检测，即保证在微小泄漏时向运行人员报警，及时停止锅炉运行，防止过热器大面积被吹损。