水冷壁论文：锅炉水冷壁爆漏的原因分析和预防措施
摘要：锅炉受热面爆管、泄漏是火电厂中常见而多发性的故障，严重影响火电厂的安全经济运行，水冷壁所处环境压力温度变化快，热应力大，事故发生率高。从理论上对锅炉水冷壁爆管和泄漏的原因进行分析，并提出在实践工作中相应的预防措施。
关键词：水冷壁；爆管；泄漏；原因分析；预防措施
锅炉水冷壁是锅炉所有受热面中受热强度最大的部件，是锅炉汽水循环的关键。它的内部承受着工质的高温高压的作用，外部承受着烟气侵蚀和煤灰粒磨损的冲刷和腐蚀，所以很容易发生爆管和泄漏问题。锅炉一旦发生水冷壁爆管或泄漏，一般无法在运行中检修，增加了非计划停机次数和检修工作量，无形中增加了运行成本，严重影响火力发电厂安全、经济运行。引起锅炉水冷壁泄漏的原因较多，其中磨损、腐蚀、过热、疲劳受损是导致水冷壁泄漏的主要原因。以下将详细分析锅炉水冷壁爆管和泄露的原因并提出相应的预
防措施。
一、锅炉水冷壁爆管、泄漏的原因
1.磨损
磨损是锅炉水冷壁减薄和爆破的主要原因之一。因磨损机理的不同,在水冷壁上主要存在煤粒磨损、机械磨损和掉渣磨损。在运行中，在燃烧调节中偏离设计工况，燃烧中心
实际切圆直径大或切圆偏离中心，尤其在高负荷时，一次风煤粉浓度高、风速大，将直接对水冷壁产生磨损；其二燃烧所需氧量不足，造成燃烧过程过长或产生不完全燃烧，使烟气携带颗粒物直接冲刷水冷壁，从而造成了管壁减薄甚至损坏；其三，由于水冷壁在工作过程中，燃烧组织不当或空气动力场不稳定容易造成结焦，焦渣掉落或除焦方法不当，都会造成磨损。此外，还有长期超负荷或低负荷运行，大焦块掉落砸坏管子、管壁被打焦棍磨损或设备本身存在缺陷。
2.腐蚀
腐蚀主要分为管外腐蚀和管内腐蚀，前者出现在管外壁与炉内烟气的流向有关，当燃用高水份、高硫份煤时，水冷壁管外因接触so2、so3或h2s气体引起腐蚀，管外腐蚀爆管处存在含硫的沉积物,靠近基体侧一般为黑色沉积物,与管壁结合紧密。管内腐蚀一般是水质不合格引起，出现的位置则比较随机，探测难度高，常见的管内腐蚀有氧腐蚀、酸腐蚀、碱腐蚀和氢腐蚀，氧腐蚀是给水含氧量超标引起，其金属表面有皿状蚀坑。对于超高压机组，还存在酸腐蚀和碱腐蚀，酸腐蚀是用酸式磷酸盐处理炉水引起的，其爆口附近没有明显的蠕胀和塑性变形，管子内表面的结垢层由多层组成。碱腐蚀是利用naoh改善炉水而引起，提高锅炉补给水品质并适当调整炉水工况,把游离碱控制在安全范围以内,才能有效防止碱腐蚀。氢腐蚀是给水管路带来或停炉时形成
的含有氧化铁及氧化铜的水渣在锅炉水冷壁管受热面内壁
产生沉积造成。当向火内侧内壁金属与这些氧化物接触时，所产生的蒸汽腐蚀后生成的氢气如果不能较快地被气流带走，将与钢管表面发生作用，使之脱碳，造成钢材变脆，保持锅炉运行中排污系统正常运行是改变氢腐蚀有效的措施。
3.过热
过热可分为长期过热和短期过热，前者是管壁温度长期处于设计温度以上，超温幅度不大但时间较长，使锅炉管材碳化物韧性降低而球化，当管子长期过热时,管子会加快蠕变速度发生管径均匀涨粗，最后在管子的最薄弱部位导致脆裂的爆管现象，由于长期在高温下运行,爆口附近往往有较厚的黑色氧化皮。短期过热是由于管子在严重超温的情况下管子力学性能严重下降,管子在压力的作用下发生塑性变形以至爆破，因水冷壁受到炉膛火焰的辐射热，极易发生短期过热，因此，合理的组织燃烧是降低水冷壁过热的有效措施。
4.疲劳受损
锅炉因启停和负荷变化引起水冷壁管产生交变热应力，同时因管内介质的重量和压力变化引起的振动，使管子产生疲劳受损，在管子的薄弱环节易出现爆管。另外吹灰器、喷口或吹灰管安装不当，操作有错误，管子被汽、水吹坏。
总之，在锅炉运行中，水冷壁工作环境恶劣，飞灰、高温烟气、管内汽水变化都考验着水冷壁管的强度，而管件焊
接处更是水冷壁的薄弱环节，为防止锅炉水冷壁爆管或泄漏，以下对预防措施进行讲述。
二、锅炉水冷壁爆管、泄漏的预防措施
1.加强对入炉煤粉的管理
在运行中，加强煤粉管理，选择适合锅炉的煤种，尽量不使用偏离设计值太大的煤种，尽量不选用含硫分太高的煤。
2.加强运行管理
依据煤样化验结果及时调整燃烧，防止出现火焰偏斜而引起煤粉刷墙；重视对燃烧状况的监测和正确调整，特别是一次的四角均匀性、二次风的配风方式等可能影响水冷壁附近还原性气氛形成的因素；避免出现火焰中心上移而超温；合理调整燃烧，防止出现长期超负荷引起管壁受热不均，使局部水循环不良；合理组织燃烧，防止出现烟气走廊。
3.加强检修管理
及时打渣，防止焦块自行脱落打爆水冷壁，及时检查焊接点。
4.加强炉水品质管理
保证合格的除氧条件，合理控制磷酸盐的添加量和质量，做好定期排污工作，防止管内腐蚀或结垢。
5.做好停炉后的保养
停炉后严格按照标准保养锅炉，恢复锅炉的最佳状态。
防止水冷壁泄漏、爆破是一个综合工作，需要从运行、检修、技术多处入手，尽可能的对重点部位和薄弱环节采用多种手段检测，加强对隐蔽部位的检测，防患于未然，以保证电厂的安全运行。
参考文献：
［1］王修祥.锅炉受热面超温爆管的原因及预防措施.安全管理网.
