YG-130/11.5-M循環流化床鍋爐水冷壁爆管的原因分析

張國玲，翟國華，劉靜華

（河南濮陽中原大化公司，河南 濮陽 457000）

河南濮陽中原大化公司有兩臺YG-75/5.4-M和一臺YG-130/11.5-M的循環流化床鍋爐，分別在2002年和2004年10月投用，屬于單汽包，自然循環，集中下降管，順列布置的燃煤循環流化床鍋爐，支撐形式為全鋼架懸吊結構。2011年1月130t/h鍋爐水冷壁爆管兩次，中間時間相隔僅1周，并且爆破處兩根管子相近，高度相同，都在前墻第二落煤管上部18m彎管處，第26、27兩個管子。爆口為縱向破裂，其斷面較為銳利。管內壁附著層厚約0.5mm，爆管破口上下兩頭堵滿片狀散垢，與該管相連的右側集箱有大量脫落的散垢堆積，鍋筒底部也有少量的散垢殘渣。

一、原因分析

筆者認為堵煤、斷煤和水循環故障是導致水冷壁管短期過熱爆管的主要原因。

（1）1、2月份天氣不好，煤濕無法晾曬，1號、3號給煤機輪流斷煤，2號就會加大給煤量，這樣導致爐膛內溫度不均，產生偏燒。每天斷煤次數高達數10次，長時間就會使2號落煤管上部的水冷壁因受熱溫度忽高忽低，時間長短不一而受熱不均，再加上煤質不好磨損嚴重導致水冷壁越來越薄而爆管。

（2）該爐為自然循環鍋爐。不同溫度的工質有不同的重度，其差異形成的推動力是水循環的動力，即工質在下降管中的重度比在水冷壁中的大，其差異形成的動力克服了工質上升和下降流動阻力，這樣就利用其自然特性形成了自然循環。工質在循環中吸收受熱面壁的熱量，即降低了受熱面壁的溫度，防止受熱面壁的超溫，保證受熱面的使用壽命，又成為具有一定品質的蒸汽，從而使鍋爐的功能得以實現。

（3）該爐在運行過程中，因水處理工作的不規范而產生的水垢渣塊堆積在鍋筒底部，在水循環動力的作用下，隨鍋水一起吸入下降管中，并被帶到集箱，其中質量較重，顆粒較大的散垢在重力、慣性的作用下，沉積在集箱底部，并不斷堆積成小山丘狀，從而減少了工質進入水冷壁管流通面積，使此處工質的流速增大，靜壓減少，導致水冷壁管進口壓力較低，水循環減弱。

（4）隨下降管鍋水帶入集箱的水垢渣中質量較輕，呈薄狀的散垢，會漂浮在流動鍋水中，隨著水循環從集箱進入水冷壁管中，當流動到水冷壁管的彎曲部位時，在散垢重力和摩擦阻力的作用下，開始停滯集聚在該處，一方面使鍋水的流動阻力進一步增大，工質的流速增緩；另一方面隨著散垢數量的不斷增加，水冷壁管中的流通面積不斷減小，直至完全堵死。這樣，該處的工質流速逐步趨于零，即產生了水循環的停滯現象，這時該水冷壁管處于膜式沸騰，其彎管部分處于干燒狀態，從而導致管壁溫度急劇升高，形成短時間過熱爆管。

二、修換處理

因該水冷壁管爆管除彎管部分存在破口和不同程度的長粗外，其他部分未見異常，故決定割換變形的管段，根據有關規范技術標準的要求，割換管段的起止部位選在直管段上，為從變形彎管的兩端彎曲點向上和向下各延伸50mm，割換管段的實長約720mm。原水冷壁管采用符合GB3087的20G管，規格為60mm×5mm。

（1）彎管制作。取與原管性質、規格相同的新管一根，用彎管機冷彎成與割換下的管段大致相同的形狀，并保證彎管的橢圓度、波浪度和壁厚減薄量等符合有關要求，且表面無重皮裂紋等缺陷。

（2）焊接修復。將對接的新舊管口磨平并制成符合要求的坡口，由具有相應資質的焊工焊接。

（3）焊后檢查。焊后對兩對接頭按照有關要求進行焊縫外觀，MT、PT檢驗和通球試驗，結果合格。

三、防止措施

（1）對煤質進行檢測，使用較好的煤質。把濕煤進行晾曬后才進入爐膛燃燒，防止堵煤斷煤引起偏燒。

（2）對1號、3號落煤管進行技術改造，減少堵煤斷煤的次數和縮短堵煤斷煤的時間，即使斷煤堵煤時，盡量不要把2號給煤機加煤太多，保證不超溫偏燒。

（3）對鍋爐進行一次人工和機械除垢，徹底去除鍋筒底部、集箱內的散垢渣雜，并用軟管從上向下以大水量、高水壓沖洗附在水冷壁管上的散垢。

（4）日常運行中做好鍋爐定期排污工作，及時排除鍋筒和集箱中的散垢和雜質，每次停爐檢修時，再按前述方法對鍋爐進行徹底除垢和去雜。