淺析循環流化床鍋爐水冷壁管損壞事故

孟凡華

摘 要：本文提出了循環流化床鍋爐水冷壁損壞的嚴重危害，分析了水冷壁損壞的現象、原因、處理方法、預防措施。較為全面的分析了水冷壁損壞的原因，結合運行實踐，在處理方法上提出了自己的觀點，提出了預防是關鍵、原因是重點的論斷。

關鍵詞：水冷壁損壞現象；原因；處理；預防措施；水循環；汽包水位

近年來，我廠發生多起水冷壁管爆管事故，嚴重影響機組安全生產和企業的效益，造成很大的人力和財力損失，為了盡量減少這種事故的發生，有必要對這類事故作進一步的了解和認識，先前我廠7號爐水冷壁爆管是由于磨損造成的；我廠1、2號爐也曾發生過水冷壁爆管事故。7號爐水冷壁爆管還造成爐膛風帽大量堵塞，砸風帽讓人陣陣心痛，它不僅造成人力和財力的損失，更造成設備的嚴重損壞。

一、水冷壁管損壞的現象

1）爐內有爆破聲，爐膛冒正壓，有爐煙從燃燒室不嚴密處噴出。嚴重時鍋爐本體防爆門動作。

2）汽包水位迅速下降，給水流量不正常大于蒸汽流量。水位低至-280mm以下時MFT動作。

3）汽包壓力、蒸汽流量、排煙溫度下降，兩側煙溫差增大。

4）煙道及吸風機入口負壓變小，吸風機電流上升。

5）旋風分離器進、出口煙溫下降，料腿回料溫度低。

6）床壓增大，床料板潔，流化不良，床溫分布不均，底渣排放困難。

二、水冷壁管損壞的原因

1）化學水處理不當，監督不嚴造成給水品質不合格引起的水冷壁管內或管外腐蝕及管內結垢。

2）定期排污不適當，時間過長，引起水循環破壞。

3）鍋爐長時間低負荷運行引起水循環破壞。

4）安裝質量、焊接質量不合格或管子本身質量有問題而引起破裂。氫脆會使金屬強度降低。

5）水冷壁管磨損嚴重。循環流化床鍋爐的傳熱方式和煤粉鍋爐有著根本的不同，其傳熱的主要途徑是靠爐膛內的高濃度物料所攜帶的熱量進行對流傳熱，物料在爐膛內的內循環回路及在旋風分離器外循環回路中高速運動，其強化換熱的手段是增大煙氣所攜帶的高溫物料的濃度，因此帶來的磨損程度很大，特別是在煙氣轉向時，沖刷更強，由于燃料的粒度大，加大磨損。易造成防磨澆注料的脫落，防磨澆注料脫落也進一步增大水冷壁的磨損。

6）鍋爐發生過嚴重缺水后，不適當的大量進水引起劇烈的收縮，脆化而破裂。

7）不正確的升爐方式，致使管子受力不均勻，產生應力。

另外，由于我們電廠周圍的地下水硬度非常大，雖經過化學水處理，然鍋水中依然存在較多鈣鎂離子，況且還有由于化學加藥形成的水垢，這些雜質若不及時排走，極易引起水冷壁和下聯箱結垢和堵塞，造成鍋爐水循環的破壞，最終引起水冷壁爆管。

三、水冷壁管損壞的處理方法

1）加強鍋爐進水，盡量維持汽包水位，如不能維持正常水位，應緊急停爐。

2）根據爐煙外冒情況，增加吸風量，維持爐膛負壓。

3）如水冷壁泄漏不嚴重，尚能維持汽包水位，且不致很快擴大時，可短時間低負荷運行，如床溫急劇下降且床溫分布不均時，應按緊急停爐處理。

4）鍋爐停爐后，對于輕微泄露可以仍需保持汽包水位；對于嚴重泄露則應停止進水，嚴禁開啟省煤器再循環門。

5）停爐后，保持一臺吸風機運行，直至爐內蒸汽消失不冒，方能停止吸風機運行。

6）停爐后，靜電除塵器應立即斷電。其余操作按正常停爐要求操作。

以上處理是運行規程規定，本人以為，一旦運行人員能根據參數變化確定水冷壁確已發生泄漏時，就應該做好緊急停爐準備，石灰石系統也要事先停掉，準備就緒立即停爐，不要等到不能維持正常水位時。因為循環流化床鍋爐的特殊性決定了發現泄漏就應該盡快停下來，否則，將帶來不好的損壞結果，7號爐爆管造成風帽堵塞就是例子，也是教訓，我們應接受那次教訓。

四、預防水冷壁爆管的措施

為防止和預防水冷壁管爆管事故發生，我們應采取措施，來降低水冷壁管爆管事故的發生。

1）保證鍋爐燃燒穩定，返料正常，加、減負荷穩定，水位正常，蒸汽壓力、溫度穩定正常，特別要防止鍋爐缺水事故發生。

2）保證水循環正常，定期排污一定要嚴格按規程執行，排污時間不要太長，排污量也應有所控制，不要太多，防止破壞水循環。發生缺水事故后，切不可大量進水。

3）要保證化學水處理正常，保證鍋爐水質正常，防止汽機凝汽器銅管泄露，保證汽機除氧正常，確保化學進汽包加藥正常。

4）提高安裝及焊接質量，增加衛燃帶，防磨帶。在循環流化床鍋爐密相區的水冷壁都敷設衛燃帶，衛燃帶敷設平滑，在水冷壁管過渡區域，對于磨損區域，要焊防磨蓋板。同時在水冷壁管上噴一層防磨涂料，或者在水冷壁管上焊接鰭片來減輕磨損。

5）升爐時要保證管子受熱均勻，減小應力，運行中，要防止各類事故發生，做好預控措施，監盤認真，安檢到位。

6）加強監督管理，確保每天下聯箱正常排污。同時，提高運行工人認識，增強排污自覺性。

7）加強學習，學習氫脆機理。

蒸汽對受損部位管壁金屬產生了強烈的蒸汽腐蝕，反應式為：

3Fe+4H2O==Fe3O4+8[H]

由于蒸汽在管壁粗糙部位流動受阻，上述反應中生成的氫不能被循環爐水及時帶走，而是大量聚集，并且在高溫作用下通過晶界向鋼中逐步擴散。氫在擴散的過程中，與鋼中的滲碳體發生反應，反應式為：

4[H]+FeC==3Fe+CH4

上述反應生成的CH4分子很大，在鋼中的擴散能力很低，隨著反應不斷進行，大量CH4在晶界處聚集，在晶粒間產生局部內壓，最終在晶界處形成沿晶界分布的微裂紋，產生氫損傷。

總論，通過對水冷壁爆管事故的現象、原因、事故處理、預防措施的分析，我們對水冷壁爆管就有了一些更多的了解和認識，我們的目的就是要減少這類事故發生，原因是重點，而預防則是關鍵，為此我們要做好本職工作，定期排污、防止管壁結垢，減小磨損，提高認識和技術水平，保證機組的安全、穩定、連續運行，加強理論學習，用先進的理論來指導實踐，在實踐中證明理論，發展理論，從而更好地指導生產，防止或減少水冷壁爆管事故的發生。

參考文獻：

[1] 黨黎軍.循環流化床鍋爐的啟動調試與安全運行[M].北京：中國電力出版社，2002.

[2] 大屯煤電（集團）有限責任公司電業分公司組編.循環流化床鍋爐實用技術問答.北京：中國水利水電出版社，2005.