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，水冷壁管內的工質由水變成汽水混合物，降低爐墻溫度，保護爐墻。一旦無法為水冷壁降溫，導致水冷壁出現超溫過熱、脹粗等情況，在垢下發生爐水高度濃縮，濃縮液腐蝕金屬本體，金屬組織出現裂紋并不斷擴大，進而引發爆管，甚至會造成人員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行簡要探討。

關鍵詞：鍋爐;水冷壁爆管;原因

一、鍋爐水冷壁爆管原因分析

1.鍋爐作業人員操作不當引起鍋爐結垢

鍋爐使用單位作業人員未經過專業培訓，或培訓后未深入學習理解水處理基礎知識，對水處理設備隨意操作，連續2個月24小時滿負荷運行，操作人員在鍋爐運行期間盲目操作，關閉水處理設備，導致水處理設備未能正常運行，無法制水，將自來水直接泵入鍋爐中，因自來水中含有大量鈣鎂離子，不能滿足鍋爐給水要求，導致鍋爐內部受熱面結垢嚴重。

2.鍋爐用水水質指標檢測不當引起鍋爐結垢

鍋爐使用單位水處理設備為全自動軟水器或反滲透裝置，設備安裝后及制水時均未進行水質分析化驗，企業未配備水質檢測相關試劑，無法確定水處理設備制水能力，導致司爐人員不能準確判斷水處理設備制水能力是否達到鍋爐給水要求，直接將水處理設備出水泵入鍋爐中。

3.鍋爐內加藥控制不當引起鍋爐結垢

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

4.鍋爐排污不當引起鍋爐結垢

鍋爐使用單位水處理設備未能正常運行，大量鈣鎂離子進入鍋爐中，在鍋爐水不斷蒸發濃縮下，剛開始鍋爐內部結生大量水渣，但因未及時排污，而水冷壁管中部彎折，折彎處流通面積小，導致水渣在水冷壁管上不斷沉積形成堅硬水垢堵塞水冷壁管，爐水不能流通水冷壁管，無法傳遞熱量，導致水冷壁出現超溫、脹粗，在長期運行工況下，水冷壁管發生垢下腐蝕，造成金屬脫碳，金屬本體承壓能力下降，導致連續出現爆管事故。

5.水冷壁管的氫腐蝕

水冷壁管的氫腐蝕具有反應不可逆、速度快、破壞性強的特點。氫腐蝕失效的發生往往不是在某根單獨的管段，多數情況下是水冷壁墻上某同一狀態區域。在鍋爐運行過程中，水冷壁管的氫腐蝕失效往往是隨機發生的，難以對其實時監督，并無法及時有針對性的處理，使機組運行存在嚴重的安全隱患。水冷壁管的氫腐蝕一般發生在水冷壁管向火面側，腐蝕由內向外擴展，水冷壁管失效前未出現明顯的塑性變形，導致水冷壁管氫腐蝕會突發爆管，無法及時監測。水冷壁發生氫腐蝕爆管后，必須停爐換管，因需要大面積更換管件，常導致企業非計劃停機，致使企業產生巨大的經濟損失。

二、措施

鍋爐的安全運行與鍋爐水質息息相關，加強鍋爐水處理管理是勢在必行的。鍋爐水處理效果受水處理設備、操作人員、原水水質、鍋爐運行條件、鍋爐加藥系統等影響，提高水處理效果的措施有以下幾個方面：

1.鍋爐使用單位加強水處理作業管理

企業水處理系統應符合國家標準鍋爐用水要求，符合要求的水處理系統是鍋爐安全生產的前提。企業若不嚴格執行國家鍋爐用水標準，導致鍋爐存在安全風險，企業運行成本有所增加，經濟效益降低，為促使鍋爐安全、節能地運行，應加強水處理系統管理。

2.合理選擇水處理方法和系統

根據原水水質，以技術可靠、經濟合理為原則，選擇合適的水處理方法和系統，確保水處理設備出水符合國家鍋爐用水標準要求。當原水總硬度超高或原水水質隨季節變化較大時，一級軟水器出水可能無法達到標準要求，水處理設備建議采用復合式配備，即兩級串聯軟水器或者采用軟水器+反滲透聯合。當原水碳酸鹽硬度較高時，水處理設備建議采用交換容量大的設備，即弱酸陽離子交換設備或不足量酸再生氫離子交換樹脂的氫-鈉離子串聯系統。當原水水質懸浮物、有機物等雜質含量較高時，水處理設備建議采用預處理裝置+軟水器，預處理流程為混凝-澄清-過濾，去除原水中大部分懸浮物、有機物、膠體等雜質，以避免后續水處理設備、水處理出水被污染，影響水汽質量。

3.采用爐內加藥補充防垢處理

采用爐內加阻垢劑的補充防垢處理，宜使用連續自動加藥設備。根據鍋爐的實際用水量、蒸汽發生量、鍋爐用水水質、排污量等情況精確計算、準確計量，連續均衡地進行加藥，促使鍋爐水質維持在較低限的控制指標運行，降低阻垢劑的加入量，做到科學、環保加藥，實現節能降耗目標。

4.提高水處理作業人員的專業技術水平

鍋爐使用單位為確保鍋爐安全運行，應當了解水處理系統的重要性，應配備專業的水處理作業人員，應嚴格按照國家法規執行鍋爐相關的標準和要求。水處理作業人員專業技術水平應保持與時俱進，用人單位應定期為其安排專業培訓機構進行學習、培訓，以確保其水處理知識的先進性。

5.合理制定排污時間與排污量

按照鍋爐相應標準要求，排污方式主要有定期排污和連續排污，每班進行至少一次排污，可同時采用鍋爐底部排污和其他排污工序。排污量一般通過檢測給水、鍋水的水質來確定。通過檢測鍋水、給水的pH值及氯離子含量，計算排污率，確定是否要進行排污，控制排污量，排污后再次采集給水、鍋水檢測，當水質檢測結果達到符合標準要求，停止排污。

6.定期對鍋爐除垢

對于鍋爐內部，當水垢厚度大于1mm及以上或受熱面嚴重銹蝕時應除垢，據統計清除受熱面1mm的水垢可提高鍋爐效率3%～5%。使用單位應定期進行鍋爐內部檢查，根據鍋爐實際結垢、腐蝕情況，采取堿煮、酸洗、機械除垢等除垢措施，以確保鍋爐受熱面清潔、無垢運行。

三、結語

綜上所述，鍋爐安全運行是一個系統工程，從鍋爐運行、鍋爐管理制度、企業管理人員意識、水處理作業人員專業素質、水處理設備運行管理、鍋內加藥控制及水垢預防與清除等各個方面綜合考慮，提出提高企業管理人員安全意識，提高企業管理人員對水處理重要性的認識，加強對水處理作業人員的專業培訓，加強對鍋爐用水水質的監督，保證不達標給水不進鍋爐的基本原則，逐步完善管理制度，優化管理水平等措施，促使鍋爐安全、經濟、節能地運行，并為今后鍋爐運行中出現水處理不當類似問題提供經驗和參考。

參考文獻：

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