锅炉水冷壁爆管原因探讨
钟天荣
摘 要：水冷壁一般布置在炉膛四周，由多根水冷壁管焊接组成。水冷壁可吸收锅炉约50%的热量，作为锅炉的主要蒸发受热面，其作用是在吸收炉膛中高温火焰或烟气辐射热量后，水冷壁管内的工质由水变成汽水混合物，降低炉墙温度，保护炉墙。一旦无法为水冷壁降温，导致水冷壁出现超温过热、胀粗等情况，在垢下发生炉水高度浓缩，浓缩液腐蚀金属本体，金属组织出现裂纹并不断扩大，进而引发爆管，甚至会造成人员伤亡等锅炉安全事故。基于此，本文就锅炉水冷壁爆管原因进行简要探讨。
关键词：锅炉;水冷壁爆管;原因
一、锅炉水冷壁爆管原因分析
1.锅炉作业人员操作不当引起锅炉结垢
锅炉使用单位作业人员未经过专业培训，或培训后未深入学习理解水处理基础知识，对水处理设备随意操作，连续2个月24小时满负荷运行，操作人员在锅炉运行期间盲目操作，关闭水处理设备，导致水处理设备未能正常运行，无法制水，将自来水直接泵入锅炉中，因自来水中含有大量钙镁离子，不能满足锅炉给水要求，导致锅炉内部受热面结垢严重。
2.锅炉用水水质指标检测不当引起锅炉结垢
锅炉使用单位水处理设备为全自动软水器或反渗透装置，设备安装后及制水时均未进行水质分析化验，企业未配备水质检测相关试剂，无法确定水处理设备制水能力，导致司炉人员不能准确判断水处理设备制水能力是否达到锅炉给水要求，直接将水处理设备出水泵入锅炉中。
3.锅炉内加药控制不当引起锅炉结垢
锅炉使用单位加入氢氧化钠、磷酸盐等缓蚀阻垢剂，但未进行硬度、碱度、pH等指标的检测，随意加药，不加控制，导致给水硬度、炉水pH、碱度偏高，给水pH偏低。
4.锅炉排污不当引起锅炉结垢
锅炉使用单位水处理设备未能正常运行，大量钙镁离子进入锅炉中，在锅炉水不断蒸发浓缩下，刚开始锅炉内部结生大量水渣，但因未及时排污，而水冷壁管中部弯折，折弯处流通面积小，导致水渣在水冷壁管上不断沉积形成坚硬水垢堵塞水冷壁管，炉水不能流通水冷壁管，无法传递热量，导致水冷壁出现超温、胀粗，在长期运行工况下，水冷壁管发生垢下腐蚀，造成金属脱碳，金属本体承压能力下降，导致连续出现爆管事故。
5.水冷壁管的氢腐蚀
水冷壁管的氢腐蚀具有反应不可逆、速度快、破坏性强的特点。氢腐蚀失效的发生往往不是在某根单独的管段，多数情况下是水冷壁墙上某同一状态区域。在锅炉运行过程中，水冷壁管的氢腐蚀失效往往是随机发生的，难以对其实时监督，并无法及时有针对性的处理，使机组运行存在严重的安全隐患。水冷壁管的氢腐蚀一般发生在水冷壁管向火面侧，腐蚀由内向外扩展，水冷壁管失效前未出现明显的塑性变形，导致水冷壁管氢腐蚀会突发爆管，无法及时监测。水冷壁发生氢腐蚀爆管后，必须停炉换管，因需要大面积更换管件，常导致企业非计划停机，致使企业产生巨大的经济损失。
二、措施
锅炉的安全运行与锅炉水质息息相关，加强锅炉水处理管理是势在必行的。锅炉水处理效果受水处理设备、操作人员、原水水质、锅炉运行条件、锅炉加药系统等影响，提高水处理效果的措施有以下几个方面：
1.锅炉使用单位加强水处理作业管理
企业水处理系统应符合国家标准锅炉用水要求，符合要求的水处理系统是锅炉安全生产的前提。企业若不严格执行国家锅炉用水标准，导致锅炉存在安全风险，企业运行成本有所增加，经济效益降低，为促使锅炉安全、节能地运行，应加强水处理系统管理。
2.合理选择水处理方法和系统
根据原水水质，以技术可靠、经济合理为原则，选择合适的水处理方法和系统，确保水处理设备出水符合国家锅炉用水标准要求。当原水总硬度超高或原水水质随季节变化较大时，一级软水器出水可能无法达到标准要求，水处理设备建议采用复合式配备，即两级串联软水器或者采用软水器+反渗透联合。当原水碳酸盐硬度较高时，水处理设备建议采用交换容量大的设备，即弱酸阳离子交换设备或不足量酸再生氢离子交换树脂的氢-钠离子串联系统。当原水水质悬浮物、有机物等杂质含量较高时，水处理设备建议采用预处理装置+软水器，预处理流程为混凝-澄清-过滤，去除原水中大部分悬浮物、有机物、胶体等杂质，以避免后续水处理设备、水处理出水被污染，影响水汽质量。
3.采用炉内加药补充防垢处理
采用炉内加阻垢剂的补充防垢处理，宜使用连续自动加药设备。根据锅炉的实际用水量、蒸汽发生量、锅炉用水水质、排污量等情况精确计算、准确计量，连续均衡地进行加药，促使锅炉水质维持在较低限的控制指标运行，降低阻垢剂的加入量，做到科学、环保加药，实现节能降耗目标。
4.提高水处理作业人员的专业技术水平
锅炉使用单位为确保锅炉安全运行，应当了解水处理系统的重要性，应配备专业的水处理作业人员，应严格按照国家法规执行锅炉相关的标准和要求。水处理作业人员专业技术水平应保持与时俱进，用人单位应定期为其安排专业培训机构进行学习、培训，以确保其水處理知识的先进性。
5.合理制定排污时间与排污量
按照锅炉相应标准要求，排污方式主要有定期排污和连续排污，每班进行至少一次排污，可同时采用锅炉底部排污和其他排污工序。排污量一般通过检测给水、锅水的水质来确定。通过检测锅水、给水的pH值及氯离子含量，计算排污率，确定是否要进行排污，控制排污量，排污后再次采集给水、锅水检测，当水质检测结果达到符合标准要求，停止排污。
6.定期对锅炉除垢
对于锅炉内部，当水垢厚度大于1mm及以上或受热面严重锈蚀时应除垢，据统计清除受热面1mm的水垢可提高锅炉效率3%～5%。使用单位应定期进行锅炉内部检查，根据锅炉实际结垢、腐蚀情况，采取碱煮、酸洗、机械除垢等除垢措施，以确保锅炉受热面清洁、无垢运行。
三、结语
综上所述，锅炉安全运行是一个系统工程，从锅炉运行、锅炉管理制度、企业管理人员意识、水处理作业人员专业素质、水处理设备运行管理、锅内加药控制及水垢预防与清除等各个方面综合考虑，提出提高企业管理人员安全意识，提高企业管理人员对水处理重要性的认识，加强对水处理作业人员的专业培训，加强对锅炉用水水质的监督，保证不达标给水不进锅炉的基本原则，逐步完善管理制度，优化管理水平等措施，促使锅炉安全、经济、节能地运行，并为今后锅炉运行中出现水处理不当类似问题提供经验和参考。
参考文献：
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[2] 杨斌.超超临界燃煤锅炉水冷壁爆管原因分析及防范措施[J]发电运维，2018（10）：174-176.
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