锅炉水冷壁爆管的分析处理和防止措施.doc

锅炉水冷壁爆管的分析处理和防止措施1概况我市某香料化工厂一台DZL4——AⅡ型蒸汽锅炉2002年10月投用后，不到一年时间就发生了水冷壁爆管。2003年8月11日现场检查，笔者发现爆破口位于右侧炉门旁第11根水冷壁管的弯曲部位(该炉为偏锅筒，结构紧凑，炉膛布满水冷壁，故在炉门处采纳弯管以防遮挡炉门口)．爆口为纵向破裂．其断面较为锐利。管内壁附着层厚约0.5mm的薄垢破口的上下两头堵满片状散垢．与该管相连的右侧集箱有大量脱落的散垢堆积，锅筒底部也有少量的散垢渣杂。2原因分析笔者认为水循环故障是导致该水冷壁管短期过热爆管的主要原因。(1)该炉为自然循环锅炉。不同温度的工质具有不同的重度，其差异形成的推动力是水循环的动力，即工质在下降管中的重度比在水冷壁中的大，其差异形成的动力克服了工质上升和下降的流动阻力，这样就利用其自然特性形成了水循环。工质在循环中汲取受热面壁的热量，既降低了受热面壁的温度，防止受热面壁超温，保证受热面的使用寿命，又成为具有一定品质的蒸汽，从而使锅炉的功能得以实现。(2)该炉在运行过程中，因水处理工作的不规范而产生的水垢渣块，堆积在锅筒底部，在水循环动力的作用下，随锅水一起被吸入下降管中，并被带到集箱，其中质量较重、颗粒较大的散垢杂在重力、惯性的作用下，沉积在集箱底部，并用不断堆积成小山丘状，从而减少了工质进入水冷壁管的流通面积，据流体力学理论可知，此处工质的流速增大，静压减少，导致水冷壁管进口压力降低，水循环减弱。〔3〕随下降管锅水带入集箱的水垢渣中质量较轻，呈薄处状的散垢，会漂浮在流动的锅水中，随着水循环从集箱进入水冷壁管中．当流动到水冷壁管的弯曲部位时，在散垢重力和摩擦阻力的作用下，开始停滞积聚在该处，这样一方面使锅水的流动阻力进一步增大，工质的流速趋缓；另一方面随着散垢数量的不断增加，水冷壁管中的流通面积不断减小，直至完全堵死。这样，该处的工质流速逐步趋于零，即产生了水循环停滞现象，这时，该水冷壁管处于膜式沸腾，其弯管部位处于干烧状态，从而导致管壁温度急剧升高，形成短时过热爆管。3修换处理因该水冷壁管爆管除弯管部分存在破口和不同程度的胀粗外，其它部分未见异常，故决定割换变形的管段。依据有关规范、技术标准的要求，割换管段的起止部位选在直管段上，为从变形弯管的两端弯曲起点向上和向下各延伸50mm，割换管段的实长约720mm。原水冷壁管采纳符合GB3087的20#管，规格ф57mm×3.5mm。(1)弯管制作。取与原炉管性质、规格相同的新管1根，用弯管机冷弯成与割换下的管段大致相同的形状，并保证弯管的椭圆度、波浪度和壁厚减薄量等符合有关要求，且表面无重皮、裂痕等缺陷。(2)焊接修复。将对接的新旧管口磨平整并制成符合要求的坡口，由具有相应资质的焊工按表1规范进行焊接。表1焊接规范见表〔3〕焊后检查。焊后对两对接头按照有关要求进行焊缝外观、MT、PT检验和通球试验，结果合格。4防止措施〔1〕对锅炉进行一次人工人和机械除垢，彻底去除锅筒底部、集箱内的散垢渣杂，并用软管从上向下、大水量、高水压冲洗附在水冷壁管上的散垢。〔2〕强化锅炉水处理的管理作业，严格水处理工艺纪律，使锅炉水质符合GB1576《工业锅炉水质》标准要求，防止锅炉结垢。〔3〕日常运行中做好锅炉定期排污工作，及时排除锅筒和集箱中的散垢渣杂。每次停炉检修时，再按前述方法对锅炉进行彻底除垢去杂。采用以上措施后，锅炉至今已运行一年多，未发现水冷壁管出现异常。