鍋爐水冷壁爆管原因探討

鐘天榮

摘 要：水冷壁一般布置在爐膛四周，由多根水冷壁管焊接組成。水冷壁可吸收鍋爐約50%的熱量，作為鍋爐的主要蒸發(fā)受熱面，其作用是在吸收爐膛中高溫火焰或煙氣輻射熱量后，水冷壁管內(nèi)的工質(zhì)由水變成汽水混合物，降低爐墻溫度，保護(hù)爐墻。一旦無(wú)法為水冷壁降溫，導(dǎo)致水冷壁出現(xiàn)超溫過(guò)熱、脹粗等情況，在垢下發(fā)生爐水高度濃縮，濃縮液腐蝕金屬本體，金屬組織出現(xiàn)裂紋并不斷擴(kuò)大，進(jìn)而引發(fā)爆管，甚至?xí)斐扇藛T傷亡等鍋爐安全事故。基于此，本文就鍋爐水冷壁爆管原因進(jìn)行簡(jiǎn)要探討。

關(guān)鍵詞：鍋爐;水冷壁爆管;原因

一、鍋爐水冷壁爆管原因分析

1.鍋爐作業(yè)人員操作不當(dāng)引起鍋爐結(jié)垢

鍋爐使用單位作業(yè)人員未經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，或培訓(xùn)后未深入學(xué)習(xí)理解水處理基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)水處理設(shè)備隨意操作，連續(xù)2個(gè)月24小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行，操作人員在鍋爐運(yùn)行期間盲目操作，關(guān)閉水處理設(shè)備，導(dǎo)致水處理設(shè)備未能正常運(yùn)行，無(wú)法制水，將自來(lái)水直接泵入鍋爐中，因自來(lái)水中含有大量鈣鎂離子，不能滿足鍋爐給水要求，導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部受熱面結(jié)垢嚴(yán)重。

2.鍋爐用水水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)不當(dāng)引起鍋爐結(jié)垢

鍋爐使用單位水處理設(shè)備為全自動(dòng)軟水器或反滲透裝置，設(shè)備安裝后及制水時(shí)均未進(jìn)行水質(zhì)分析化驗(yàn)，企業(yè)未配備水質(zhì)檢測(cè)相關(guān)試劑，無(wú)法確定水處理設(shè)備制水能力，導(dǎo)致司爐人員不能準(zhǔn)確判斷水處理設(shè)備制水能力是否達(dá)到鍋爐給水要求，直接將水處理設(shè)備出水泵入鍋爐中。

3.鍋爐內(nèi)加藥控制不當(dāng)引起鍋爐結(jié)垢

鍋爐使用單位加入氫氧化鈉、磷酸鹽等緩蝕阻垢劑，但未進(jìn)行硬度、堿度、pH等指標(biāo)的檢測(cè)，隨意加藥，不加控制，導(dǎo)致給水硬度、爐水pH、堿度偏高，給水pH偏低。

4.鍋爐排污不當(dāng)引起鍋爐結(jié)垢

鍋爐使用單位水處理設(shè)備未能正常運(yùn)行，大量鈣鎂離子進(jìn)入鍋爐中，在鍋爐水不斷蒸發(fā)濃縮下，剛開始鍋爐內(nèi)部結(jié)生大量水渣，但因未及時(shí)排污，而水冷壁管中部彎折，折彎處流通面積小，導(dǎo)致水渣在水冷壁管上不斷沉積形成堅(jiān)硬水垢堵塞水冷壁管，爐水不能流通水冷壁管，無(wú)法傳遞熱量，導(dǎo)致水冷壁出現(xiàn)超溫、脹粗，在長(zhǎng)期運(yùn)行工況下，水冷壁管發(fā)生垢下腐蝕，造成金屬脫碳，金屬本體承壓能力下降，導(dǎo)致連續(xù)出現(xiàn)爆管事故。

5.水冷壁管的氫腐蝕

水冷壁管的氫腐蝕具有反應(yīng)不可逆、速度快、破壞性強(qiáng)的特點(diǎn)。氫腐蝕失效的發(fā)生往往不是在某根單獨(dú)的管段，多數(shù)情況下是水冷壁墻上某同一狀態(tài)區(qū)域。在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，水冷壁管的氫腐蝕失效往往是隨機(jī)發(fā)生的，難以對(duì)其實(shí)時(shí)監(jiān)督，并無(wú)法及時(shí)有針對(duì)性的處理，使機(jī)組運(yùn)行存在嚴(yán)重的安全隱患。水冷壁管的氫腐蝕一般發(fā)生在水冷壁管向火面?zhèn)龋g由內(nèi)向外擴(kuò)展，水冷壁管失效前未出現(xiàn)明顯的塑性變形，導(dǎo)致水冷壁管氫腐蝕會(huì)突發(fā)爆管，無(wú)法及時(shí)監(jiān)測(cè)。水冷壁發(fā)生氫腐蝕爆管后，必須停爐換管，因需要大面積更換管件，常導(dǎo)致企業(yè)非計(jì)劃停機(jī)，致使企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

二、措施

鍋爐的安全運(yùn)行與鍋爐水質(zhì)息息相關(guān)，加強(qiáng)鍋爐水處理管理是勢(shì)在必行的。鍋爐水處理效果受水處理設(shè)備、操作人員、原水水質(zhì)、鍋爐運(yùn)行條件、鍋爐加藥系統(tǒng)等影響，提高水處理效果的措施有以下幾個(gè)方面：

1.鍋爐使用單位加強(qiáng)水處理作業(yè)管理

企業(yè)水處理系統(tǒng)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鍋爐用水要求，符合要求的水處理系統(tǒng)是鍋爐安全生產(chǎn)的前提。企業(yè)若不嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家鍋爐用水標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致鍋爐存在安全風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)運(yùn)行成本有所增加，經(jīng)濟(jì)效益降低，為促使鍋爐安全、節(jié)能地運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)水處理系統(tǒng)管理。

2.合理選擇水處理方法和系統(tǒng)

根據(jù)原水水質(zhì)，以技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理為原則，選擇合適的水處理方法和系統(tǒng)，確保水處理設(shè)備出水符合國(guó)家鍋爐用水標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)原水總硬度超高或原水水質(zhì)隨季節(jié)變化較大時(shí)，一級(jí)軟水器出水可能無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，水處理設(shè)備建議采用復(fù)合式配備，即兩級(jí)串聯(lián)軟水器或者采用軟水器+反滲透聯(lián)合。當(dāng)原水碳酸鹽硬度較高時(shí)，水處理設(shè)備建議采用交換容量大的設(shè)備，即弱酸陽(yáng)離子交換設(shè)備或不足量酸再生氫離子交換樹脂的氫-鈉離子串聯(lián)系統(tǒng)。當(dāng)原水水質(zhì)懸浮物、有機(jī)物等雜質(zhì)含量較高時(shí)，水處理設(shè)備建議采用預(yù)處理裝置+軟水器，預(yù)處理流程為混凝-澄清-過(guò)濾，去除原水中大部分懸浮物、有機(jī)物、膠體等雜質(zhì)，以避免后續(xù)水處理設(shè)備、水處理出水被污染，影響水汽質(zhì)量。

3.采用爐內(nèi)加藥補(bǔ)充防垢處理

采用爐內(nèi)加阻垢劑的補(bǔ)充防垢處理，宜使用連續(xù)自動(dòng)加藥設(shè)備。根據(jù)鍋爐的實(shí)際用水量、蒸汽發(fā)生量、鍋爐用水水質(zhì)、排污量等情況精確計(jì)算、準(zhǔn)確計(jì)量，連續(xù)均衡地進(jìn)行加藥，促使鍋爐水質(zhì)維持在較低限的控制指標(biāo)運(yùn)行，降低阻垢劑的加入量，做到科學(xué)、環(huán)保加藥，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。

4.提高水處理作業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)水平

鍋爐使用單位為確保鍋爐安全運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)了解水處理系統(tǒng)的重要性，應(yīng)配備專業(yè)的水處理作業(yè)人員，應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家法規(guī)執(zhí)行鍋爐相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。水處理作業(yè)人員專業(yè)技術(shù)水平應(yīng)保持與時(shí)俱進(jìn)，用人單位應(yīng)定期為其安排專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行學(xué)習(xí)、培訓(xùn)，以確保其水處理知識(shí)的先進(jìn)性。

5.合理制定排污時(shí)間與排污量

按照鍋爐相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，排污方式主要有定期排污和連續(xù)排污，每班進(jìn)行至少一次排污，可同時(shí)采用鍋爐底部排污和其他排污工序。排污量一般通過(guò)檢測(cè)給水、鍋水的水質(zhì)來(lái)確定。通過(guò)檢測(cè)鍋水、給水的pH值及氯離子含量，計(jì)算排污率，確定是否要進(jìn)行排污，控制排污量，排污后再次采集給水、鍋水檢測(cè)，當(dāng)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)要求，停止排污。

6.定期對(duì)鍋爐除垢

對(duì)于鍋爐內(nèi)部，當(dāng)水垢厚度大于1mm及以上或受熱面嚴(yán)重銹蝕時(shí)應(yīng)除垢，據(jù)統(tǒng)計(jì)清除受熱面1mm的水垢可提高鍋爐效率3%～5%。使用單位應(yīng)定期進(jìn)行鍋爐內(nèi)部檢查，根據(jù)鍋爐實(shí)際結(jié)垢、腐蝕情況，采取堿煮、酸洗、機(jī)械除垢等除垢措施，以確保鍋爐受熱面清潔、無(wú)垢運(yùn)行。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鍋爐安全運(yùn)行是一個(gè)系統(tǒng)工程，從鍋爐運(yùn)行、鍋爐管理制度、企業(yè)管理人員意識(shí)、水處理作業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)、水處理設(shè)備運(yùn)行管理、鍋內(nèi)加藥控制及水垢預(yù)防與清除等各個(gè)方面綜合考慮，提出提高企業(yè)管理人員安全意識(shí)，提高企業(yè)管理人員對(duì)水處理重要性的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對(duì)水處理作業(yè)人員的專業(yè)培訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)鍋爐用水水質(zhì)的監(jiān)督，保證不達(dá)標(biāo)給水不進(jìn)鍋爐的基本原則，逐步完善管理制度，優(yōu)化管理水平等措施，促使鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能地運(yùn)行，并為今后鍋爐運(yùn)行中出現(xiàn)水處理不當(dāng)類似問(wèn)題提供經(jīng)驗(yàn)和參考。

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