淺析循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管損壞事故

孟凡華

摘 要：本文提出了循環(huán)流化床鍋爐水冷壁損壞的嚴(yán)重危害，分析了水冷壁損壞的現(xiàn)象、原因、處理方法、預(yù)防措施。較為全面的分析了水冷壁損壞的原因，結(jié)合運(yùn)行實(shí)踐，在處理方法上提出了自己的觀點(diǎn)，提出了預(yù)防是關(guān)鍵、原因是重點(diǎn)的論斷。

關(guān)鍵詞：水冷壁損壞現(xiàn)象；原因；處理；預(yù)防措施；水循環(huán)；汽包水位

近年來，我廠發(fā)生多起水冷壁管爆管事故，嚴(yán)重影響機(jī)組安全生產(chǎn)和企業(yè)的效益，造成很大的人力和財(cái)力損失，為了盡量減少這種事故的發(fā)生，有必要對這類事故作進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，先前我廠7號(hào)爐水冷壁爆管是由于磨損造成的；我廠1、2號(hào)爐也曾發(fā)生過水冷壁爆管事故。7號(hào)爐水冷壁爆管還造成爐膛風(fēng)帽大量堵塞，砸風(fēng)帽讓人陣陣心痛，它不僅造成人力和財(cái)力的損失，更造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。

一、水冷壁管損壞的現(xiàn)象

1）爐內(nèi)有爆破聲，爐膛冒正壓，有爐煙從燃燒室不嚴(yán)密處噴出。嚴(yán)重時(shí)鍋爐本體防爆門動(dòng)作。

2）汽包水位迅速下降，給水流量不正常大于蒸汽流量。水位低至-280mm以下時(shí)MFT動(dòng)作。

3）汽包壓力、蒸汽流量、排煙溫度下降，兩側(cè)煙溫差增大。

4）煙道及吸風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓變小，吸風(fēng)機(jī)電流上升。

5）旋風(fēng)分離器進(jìn)、出口煙溫下降，料腿回料溫度低。

6）床壓增大，床料板潔，流化不良，床溫分布不均，底渣排放困難。

二、水冷壁管損壞的原因

1）化學(xué)水處理不當(dāng)，監(jiān)督不嚴(yán)造成給水品質(zhì)不合格引起的水冷壁管內(nèi)或管外腐蝕及管內(nèi)結(jié)垢。

2）定期排污不適當(dāng)，時(shí)間過長，引起水循環(huán)破壞。

3）鍋爐長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行引起水循環(huán)破壞。

4）安裝質(zhì)量、焊接質(zhì)量不合格或管子本身質(zhì)量有問題而引起破裂。氫脆會(huì)使金屬強(qiáng)度降低。

5）水冷壁管磨損嚴(yán)重。循環(huán)流化床鍋爐的傳熱方式和煤粉鍋爐有著根本的不同，其傳熱的主要途徑是靠爐膛內(nèi)的高濃度物料所攜帶的熱量進(jìn)行對流傳熱，物料在爐膛內(nèi)的內(nèi)循環(huán)回路及在旋風(fēng)分離器外循環(huán)回路中高速運(yùn)動(dòng)，其強(qiáng)化換熱的手段是增大煙氣所攜帶的高溫物料的濃度，因此帶來的磨損程度很大，特別是在煙氣轉(zhuǎn)向時(shí)，沖刷更強(qiáng)，由于燃料的粒度大，加大磨損。易造成防磨澆注料的脫落，防磨澆注料脫落也進(jìn)一步增大水冷壁的磨損。

6）鍋爐發(fā)生過嚴(yán)重缺水后，不適當(dāng)?shù)拇罅窟M(jìn)水引起劇烈的收縮，脆化而破裂。

7）不正確的升爐方式，致使管子受力不均勻，產(chǎn)生應(yīng)力。

另外，由于我們電廠周圍的地下水硬度非常大，雖經(jīng)過化學(xué)水處理，然鍋水中依然存在較多鈣鎂離子，況且還有由于化學(xué)加藥形成的水垢，這些雜質(zhì)若不及時(shí)排走，極易引起水冷壁和下聯(lián)箱結(jié)垢和堵塞，造成鍋爐水循環(huán)的破壞，最終引起水冷壁爆管。

三、水冷壁管損壞的處理方法

1）加強(qiáng)鍋爐進(jìn)水，盡量維持汽包水位，如不能維持正常水位，應(yīng)緊急停爐。

2）根據(jù)爐煙外冒情況，增加吸風(fēng)量，維持爐膛負(fù)壓。

3）如水冷壁泄漏不嚴(yán)重，尚能維持汽包水位，且不致很快擴(kuò)大時(shí)，可短時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行，如床溫急劇下降且床溫分布不均時(shí)，應(yīng)按緊急停爐處理。

4）鍋爐停爐后，對于輕微泄露可以仍需保持汽包水位；對于嚴(yán)重泄露則應(yīng)停止進(jìn)水，嚴(yán)禁開啟省煤器再循環(huán)門。

5）停爐后，保持一臺(tái)吸風(fēng)機(jī)運(yùn)行，直至爐內(nèi)蒸汽消失不冒，方能停止吸風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

6）停爐后，靜電除塵器應(yīng)立即斷電。其余操作按正常停爐要求操作。

以上處理是運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，本人以為，一旦運(yùn)行人員能根據(jù)參數(shù)變化確定水冷壁確已發(fā)生泄漏時(shí)，就應(yīng)該做好緊急停爐準(zhǔn)備，石灰石系統(tǒng)也要事先停掉，準(zhǔn)備就緒立即停爐，不要等到不能維持正常水位時(shí)。因?yàn)檠h(huán)流化床鍋爐的特殊性決定了發(fā)現(xiàn)泄漏就應(yīng)該盡快停下來，否則，將帶來不好的損壞結(jié)果，7號(hào)爐爆管造成風(fēng)帽堵塞就是例子，也是教訓(xùn)，我們應(yīng)接受那次教訓(xùn)。

四、預(yù)防水冷壁爆管的措施

為防止和預(yù)防水冷壁管爆管事故發(fā)生，我們應(yīng)采取措施，來降低水冷壁管爆管事故的發(fā)生。

1）保證鍋爐燃燒穩(wěn)定，返料正常，加、減負(fù)荷穩(wěn)定，水位正常，蒸汽壓力、溫度穩(wěn)定正常，特別要防止鍋爐缺水事故發(fā)生。

2）保證水循環(huán)正常，定期排污一定要嚴(yán)格按規(guī)程執(zhí)行，排污時(shí)間不要太長，排污量也應(yīng)有所控制，不要太多，防止破壞水循環(huán)。發(fā)生缺水事故后，切不可大量進(jìn)水。

3）要保證化學(xué)水處理正常，保證鍋爐水質(zhì)正常，防止汽機(jī)凝汽器銅管泄露，保證汽機(jī)除氧正常，確保化學(xué)進(jìn)汽包加藥正常。

4）提高安裝及焊接質(zhì)量，增加衛(wèi)燃帶，防磨帶。在循環(huán)流化床鍋爐密相區(qū)的水冷壁都敷設(shè)衛(wèi)燃帶，衛(wèi)燃帶敷設(shè)平滑，在水冷壁管過渡區(qū)域，對于磨損區(qū)域，要焊防磨蓋板。同時(shí)在水冷壁管上噴一層防磨涂料，或者在水冷壁管上焊接鰭片來減輕磨損。

5）升爐時(shí)要保證管子受熱均勻，減小應(yīng)力，運(yùn)行中，要防止各類事故發(fā)生，做好預(yù)控措施，監(jiān)盤認(rèn)真，安檢到位。

6）加強(qiáng)監(jiān)督管理，確保每天下聯(lián)箱正常排污。同時(shí)，提高運(yùn)行工人認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)排污自覺性。

7）加強(qiáng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)氫脆機(jī)理。

蒸汽對受損部位管壁金屬產(chǎn)生了強(qiáng)烈的蒸汽腐蝕，反應(yīng)式為：

3Fe+4H2O==Fe3O4+8[H]

由于蒸汽在管壁粗糙部位流動(dòng)受阻，上述反應(yīng)中生成的氫不能被循環(huán)爐水及時(shí)帶走，而是大量聚集，并且在高溫作用下通過晶界向鋼中逐步擴(kuò)散。氫在擴(kuò)散的過程中，與鋼中的滲碳體發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)式為：

4[H]+FeC==3Fe+CH4

上述反應(yīng)生成的CH4分子很大，在鋼中的擴(kuò)散能力很低，隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，大量CH4在晶界處聚集，在晶粒間產(chǎn)生局部內(nèi)壓，最終在晶界處形成沿晶界分布的微裂紋，產(chǎn)生氫損傷。

總論，通過對水冷壁爆管事故的現(xiàn)象、原因、事故處理、預(yù)防措施的分析，我們對水冷壁爆管就有了一些更多的了解和認(rèn)識(shí)，我們的目的就是要減少這類事故發(fā)生，原因是重點(diǎn)，而預(yù)防則是關(guān)鍵，為此我們要做好本職工作，定期排污、防止管壁結(jié)垢，減小磨損，提高認(rèn)識(shí)和技術(shù)水平，保證機(jī)組的安全、穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，用先進(jìn)的理論來指導(dǎo)實(shí)踐，在實(shí)踐中證明理論，發(fā)展理論，從而更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，防止或減少水冷壁爆管事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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