锅炉水冷壁管爆管案例分析

锅炉水冷壁管爆管案例分析

唐旭

内蒙古霍煤鸿骏铝电公司电力分公司 内蒙古通辽 029200

摘要：锅炉类型以低参数的工业锅炉为主，使用单位类型也主要是中小型的，锅炉运行管理水平相对较低，所以在锅炉定期检验过程中，发现锅炉锅筒鼓包、水冷壁管爆管的情况比较多，主要存在水质处理设备管理不善，锅炉操作维护不到位等问题。在对工业锅炉定期检验时，经常发现水冷壁管爆管的现象，主要原因是锅炉内部结生水垢，并且未及时采取除垢、防垢措施，进而结生大量水垢，导致锅炉辐射热和锅炉内部介质得不到有效热交换，锅炉受热面及水冷壁管过热直至爆管。文章以某电厂为例，分析锅炉水冷壁管爆管的原因，并提出相应的整改措施和建议，最后指出做好锅炉的水质处理对锅炉的安全经济运行具有重要意义。

关键词：工业锅炉；水冷壁管；爆管；水垢；水质处理

1锅炉水冷壁管爆管案例

某电厂锅炉单锅筒纵置式固定炉排锅炉，额定蒸发量1t/h，额定蒸汽压力1.0MPa，燃料为烟煤，因生产和管理方面原因只进行了外部检验，且检验提出的整改意见集中为：第一，水处理设备应投入正常使用，并应进行水质化验，做好化验记录；第二，应进行内部检验。2019年进行了首次内部检验，内部检验发现的主要问题为：第一，炉膛内左侧前起第3根水冷壁管变形开裂；第二，锅筒及管板下半部、烟管、水冷壁管、下降管、集箱内表面结垢严重；第三，进水管分水管孔堵塞水垢；第四，炉膛内后部炉墙破损变形。变形开裂的水冷壁管开裂部位及附近管子外壁颜色偏红，去除氧化层仍无金属光泽，表明已经产生了过烧。进一步检查其他水冷壁管，暂未发现变形和过热现象，初步判断，该缺陷管段已形成内部堵塞。从锅筒内部往水冷壁管口逐根注水，同时从下部集箱手孔处往里观察的办法，验证了爆管的水冷壁管已堵塞，其余水冷壁未完全堵塞。

2锅炉水冷壁管爆管原因分析

第一，该厂虽安装有全自动软水器，但锅炉运行检验时，发现有软水器未通电运行的情况，软水器的盐水桶盐量完全不够。经了解，盐水桶很少补充盐，软水器的树脂也未进行过更换。软水器长时间未能正常工作，造成锅炉给水水质未得到有效处理，锅炉内部结生水垢并逐渐增多。第二，该厂原水部分为地下水，地下水的硬度较高，使锅炉结生大量水垢。第三，该厂未对锅炉给水、锅水进行日常化验，锅炉水质日常管理缺失。第四，锅炉操作方面，未根据锅炉运行情况进行合理的排污操作，未定期对锅炉内部进行除垢处理。第五，水冷壁管内壁附着大量水垢后，水汽通量变小，局部块状水垢易造成管子堵塞。第六，堵塞处的管子，运行时不能得到冷却而过热变形，最终开裂。

2.1宏观形貌

水冷壁管为内螺纹管，有明显塑性变形；爆口呈刀刃型，张开较大，爆口边缘有明显减薄，爆口处管子胀粗明显；外壁存在氧化皮开裂痕迹，内壁未见腐蚀、结垢痕迹。＃２、＃３管子未见外壁氧化皮开裂痕迹，内壁未见腐蚀、结垢痕迹。

2.2壁厚及胀粗测量

对管样进行胀粗及厚度测量，结果见表１。由此可知，＃１管爆口上下两侧已发生明显塑性变形，胀粗测量值超过ＤＬ／Ｔ４３８—２０１６《火力发电厂金属技术监督规程》中关于碳素钢管外径蠕变应变不应大于３．５％的规定。爆口及上下两侧管段剩余壁厚有明显的减薄，剩余壁厚已低于ＤＬ／Ｔ９３９—２０１６《火力发电厂锅炉受热面管监督技术导则》中关于水冷壁管壁厚减薄量不应超过设计壁厚３０％的规定。＃２、＃３管胀粗测量及厚度测量结果符合标准要求。

表１壁厚及胀粗测量结果

2.3硬度试验结果

在金相管上使用ＨＢ３０００Ｃ型布氏硬度测试仪，选用５ｍｍ钢球压头，７５０ｋｇ力载荷进行布氏硬度试验。试验方法是在金相环向火面及背火面分别测量３点硬度取平均值。＃１、＃２、＃３管硬度结果满足标准对新管的要求。

2.4拉伸试验结果

＃１管向火面抗拉强度低于标准下限；其余样管抗拉强度及规定塑性延伸强度试验结果均符合标准对新管的要求。经以上试验分析可知，＃１管内壁未见腐蚀、结垢，爆口附近管子存在胀粗及减薄，爆口位置组织明显球化但未发现相变组织，向火面抗拉强度明显下降，低于标准值；＃２、＃３管金相组织存在一定程度球化，力学性能基本正常。结合水冷壁爆管＃１样管宏观形貌、金相组织、力学性能与其余管子的对比情况，水冷壁爆管的类型是超温温度低于材料Ａｃ１（７２７℃）、超温时间较短的超温爆管，超温与管子内介质流量不足有密切关系。为此建议今后注重检查水冷壁上、下集箱内清洁度，发现异物及时清除以免堵塞，防止管子介质流量不足、冷却不及时产生短时超温爆管。

3锅炉水冷壁管爆管的整改措施和建议

第一，对锅炉垢渣进行全面清理后，对缺陷管段临时封堵。第二，对锅炉进行化学除垢，除垢应由专业单位进行，并进行监督检验。第三，除垢达到要求后，对缺陷管段进行更换。第四，对软水器树脂进行更换，盐水桶重新加盐至规定量。软水器投用后，对出水水质进行检测，调试软水器直至出水水质合格。第五，锅炉运行过程加强水质管理，加强锅炉操作人员责任意识和锅炉的维护保养。

4结论

首先，锅炉水质处理未做好，直接导致锅炉结垢，到一定程度后，就会出现爆管、锅筒鼓包，或更加严重的事故；其次，因水质不合格，且操作人员未按要求冲洗水位表，水位表汽水连接管堵塞，水位表显示假水位，这样极易造成锅炉爆炸的恶性事故；再次，锅炉清洗不当会损伤承压部件，锅炉投用后造成突发事故；最后，锅炉结生水垢后，会不同程度对锅炉造成腐蚀，影响锅炉运行寿命。锅炉结生水垢会使热交换效率降低，直接增加燃料消耗量；锅炉结生水垢会增加排污率，增加热量散失和水的消耗；因锅炉结生水垢进行大范围检修造成直接经济损失。做好锅炉水质处理工作，对锅炉的安全经济运行意义重大。

参考文献

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