鍋爐水冷壁爆管原因和處理措施

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1、鍋爐水冷壁爆管原因和處理措施【摘要】鍋爐是在電力公司中擔(dān)當(dāng)著重要的作用，也是民用取暖的熱能供給源。鍋爐設(shè)施的正常運(yùn)行是企業(yè)生產(chǎn)、民用取暖的基本保障。但是，由于鍋爐的長期不間斷的運(yùn)行，其薄弱環(huán)節(jié)水冷壁常發(fā)生爆管現(xiàn)象，影響電力企業(yè)的正常生產(chǎn)，同時(shí)給人們的生活和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)帶來巨大的威脅。因此，本文針對(duì)鍋爐水冷壁出現(xiàn)爆管現(xiàn)象原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出了解決此問題的相應(yīng)措施，降低鍋爐水冷壁爆管率，保證電力企業(yè)鍋爐站正常運(yùn)行?！娟P(guān)鍵字】鍋爐；水冷壁爆管；處理措施1前言電氣化設(shè)施的使用是人類步進(jìn)電氣化時(shí)代的主要標(biāo)志。電力工業(yè)在國民總體經(jīng)濟(jì)水平增長中扮

2、演著重要的角色，社會(huì)的發(fā)展與電力工業(yè)的進(jìn)步密切相關(guān)。鍋爐站是電力公司輸出電能和能量的基本載體，其安全、正常運(yùn)行，對(duì)國家及區(qū)域的社會(huì)穩(wěn)定都有一定的影響。由于鍋爐的長時(shí)間處于高溫、高壓狀態(tài)，很難保證鍋爐不發(fā)生事故。一般情況下，鍋爐的水冷壁、再熱器管、省煤氣管和過熱器管等“四管”常出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，也是鍋爐設(shè)備中的薄弱環(huán)節(jié)，因此將制約著鍋爐站的整體正常運(yùn)行。“四管”爆裂事故不僅僅帶來鍋爐設(shè)施的停產(chǎn)，同時(shí)給區(qū)域經(jīng)濟(jì)和人們生活帶來巨大的損失，對(duì)維持社會(huì)的穩(wěn)定帶來巨大的威脅。其中，鍋爐水冷壁爆管率是四種事故中最常見的，也是最容易出現(xiàn)事故的薄弱環(huán)節(jié)。鍋

3、爐水冷壁爆管處的形貌特征如下圖1所示，(1)水冷比管外表面(2)水冷壁管內(nèi)表面圖1水冷壁管爆管處內(nèi)外管表面特征鍋爐水冷壁在鍋爐整體設(shè)施中的作用可以概括為三點(diǎn):(1)吸收鍋爐燃燒室內(nèi)輻射出來的熱量，輔助完成水冷壁管內(nèi)水的氣化任務(wù)；(2)降低鍋爐爐膛內(nèi)側(cè)爐體溫度，可以避免爐體內(nèi)側(cè)出現(xiàn)結(jié)渣現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐體內(nèi)側(cè)的保護(hù)，同時(shí),水冷壁的冷卻作用，在爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中可以適當(dāng)降低爐體壁厚，降低材料需求量，降低整體經(jīng)濟(jì)成本；(3)對(duì)于采用水冷壁的鍋爐結(jié)構(gòu)比采用對(duì)流管的鍋爐結(jié)構(gòu)簡單，大大降低材料的需求量。雖然鍋爐水冷壁常出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，但其在鍋爐設(shè)施中扮

4、演著不可或缺的重要作用。因此，本文針對(duì)鍋爐水冷壁常出現(xiàn)爆管現(xiàn)象原因進(jìn)行詳細(xì)分析，并針對(duì)存在的問題，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，以此降低鍋爐水冷壁爆管率。1?鍋爐水冷壁爆管原因分析鍋爐水冷壁出現(xiàn)爆管現(xiàn)象的主要原因包括鍋爐本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)的不合理，以及鍋爐所使用的燃燒煤質(zhì)量或者是使用冷卻水質(zhì)等方面，目前，我國鍋爐站常出現(xiàn)爆管現(xiàn)象的原因主要有以下兩個(gè)方面:一方面，由于鍋爐所使用的供給水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，造成鍋爐內(nèi)水冷壁內(nèi)側(cè)壁出現(xiàn)氫腐蝕現(xiàn)象。通過查閱大量相關(guān)資料和實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告，如果鍋爐使用的冷卻水水質(zhì)不打標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐設(shè)備在運(yùn)行一定時(shí)間后，在鍋爐的受

5、熱面和冷卻水接觸的管壁上會(huì)滯留大量堅(jiān)硬固體生成物，這就是人們俗稱的水垢，水垢的主要化學(xué)成分為鈣鎂混合物、硅酸鹽、氧化鐵以及銅垢等幾種物質(zhì)。鈣鎂混合物的來源為不達(dá)標(biāo)的供給冷卻水，凝汽器泄漏導(dǎo)致其冷卻水中含有鈣、鎂鹽類物質(zhì)等。冷卻水中鈣鎂鹽類物質(zhì)的含量會(huì)隨著冷卻水溫度的升高而升高，主要是因?yàn)殡S著溫度的升高，其溶解度呈下降趨勢，外加蒸發(fā)問題，最終，鈣鎂類物質(zhì)就會(huì)大量分解出來，并凝結(jié)在鍋爐水冷壁的受熱面上。隨著鍋爐內(nèi)熱負(fù)荷以及鈣鎂物質(zhì)離子濃度的增加，鈣鎂水垢的形成速度變快。硅酸鹽類水垢的成分主要包括鋁、鐵以及硅酸鹽類。硅酸鹽類水垢的形成主要與

6、供給水中鐵、硅、鋁等化合物含量偏高，凝汽器內(nèi)冷卻水泄漏，以及鍋爐內(nèi)熱負(fù)載過高等因素有關(guān)。而氧化鐵水垢主要是鍋爐冷卻水內(nèi)鐵含量和熱負(fù)載過高導(dǎo)致的金屬腐蝕變成氧化鐵水垢，同樣，其形成速度與熱負(fù)載和鐵含量成正比例關(guān)系。另方面，由于鍋爐的主要部件長期處于高溫、高壓環(huán)境下，極易造成鍋爐水冷壁靠近燃燒室一側(cè)發(fā)生高溫腐蝕現(xiàn)象。通過調(diào)查國內(nèi)的一些電廠鍋爐使用情況，數(shù)據(jù)顯示，鍋爐水冷壁附近的煙霧成分以及水冷壁的溫度是水冷壁外側(cè)常出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的罪魁禍?zhǔn)?。由于燃燒室?nèi)的火焰溫度達(dá)到1500攝氏度左右，而煤中所含的礦物質(zhì)氣化后揮發(fā)出來，導(dǎo)致鍋爐水冷壁附近空氣

7、中聚集著大量的NaOH、HC1、H2S、S02等腐蝕性氣體，這些腐蝕性氣體具有較高的還原性和氧化性，外加周圍高溫、高壓環(huán)境，到時(shí)水冷壁管極易出現(xiàn)高溫腐蝕現(xiàn)象。由于鍋爐內(nèi)燃燒室周邊水冷壁管內(nèi)的冷卻水中熱流含量比較高，導(dǎo)致水冷壁內(nèi)的冷卻水的溫度梯度大。鍋爐在高負(fù)荷情況下，熱輻射能量高，靠近燃燒室側(cè)爐壁溫度較高，容易引起水冷壁內(nèi)形成水垢，而水垢的形成也加快了水冷壁溫度的升高，導(dǎo)致其惡性循環(huán)，加快了水冷壁的高溫腐蝕，直至水冷壁出現(xiàn)爆管事故。目前，由于我國燃燒煤炭質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，燃燒后生成對(duì)鍋爐水冷壁造成高溫腐蝕的氣體和雜質(zhì)，主要有：①硫酸鹽類高溫

8、腐蝕物質(zhì)；②氯化物高溫腐蝕物質(zhì)；③硫化物高溫腐蝕物質(zhì)。其中，硫化物高溫腐蝕型是鍋爐水冷壁的高溫腐蝕中比較常見的高溫腐蝕類型。2?預(yù)防水冷壁保管措施鍋爐水冷壁爆管現(xiàn)象的頻發(fā)發(fā)生，我們必須針對(duì)鍋爐水冷壁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，杜絕高