張鵬程

摘 要：供熱機(jī)組鍋爐頻繁爆管，嚴(yán)重影響著設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。通過(guò)分析西北某電廠鍋爐水冷壁頻繁爆管的事故原因，從化學(xué)監(jiān)督、金屬監(jiān)督、運(yùn)行、檢修等方面入手，認(rèn)真分析，制訂整改方案，從而有效解決了鍋爐爆管的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：水冷壁；爆管；水循環(huán)；水動(dòng)力

中圖分類號(hào)：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.107

西北某電廠的鍋爐是俄羅斯生產(chǎn)的超高壓自然循環(huán)煤粉鍋爐。該鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)是：鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為420 t/h，主汽壓力為13.7 MPa，主汽溫度為560 ℃，于1998年正式投產(chǎn)運(yùn)行。

2000-11至今，該鍋爐頻繁發(fā)生水冷壁爆管事故。到2011-05-06，已經(jīng)發(fā)生了18次水冷壁爆管事故，主要發(fā)生在1號(hào)角和3號(hào)角。從2010-06-17至今，已經(jīng)出現(xiàn)了9次水冷壁泄漏和爆管事故，其中，泄漏4次，爆管5次。從2011-01-01開始，已經(jīng)發(fā)生了6次泄漏爆管事故，大有頻發(fā)加劇的趨勢(shì)。

1 爆管特征具有典型性

水冷壁泄漏的部位比較集中，1號(hào)角6次、2號(hào)角2次、3號(hào)角9次。這說(shuō)明，泄漏的部門主要是1號(hào)角和3號(hào)角。其中，1號(hào)角主要是水冷壁鰭片管處泄漏（拉裂），3號(hào)角主要是過(guò)熱性質(zhì)爆管。

2 爆管的原因分析

通過(guò)分析氧腐蝕取樣、pH值、爆口特征、金相情況、燃燒調(diào)整、爆管前工況，設(shè)備改造、檢修工藝和檢查情況等各項(xiàng)內(nèi)容，客觀地分析、討論了鍋爐水冷壁爆管的相關(guān)情況，并得出以下結(jié)論。

2.1 水冷壁干鍋留下隱患

在投產(chǎn)初期，鍋爐運(yùn)行時(shí)曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)干鍋情況，歷時(shí)3 h，干燒后，膨脹不均造成水冷壁角部鰭片拉裂水冷壁管漏泄。這會(huì)對(duì)水冷壁造成有不同程度的損傷，給其留下一定的隱患。在工作后期，主要更換了水冷壁前后墻中間管組，并沒(méi)有更換角偶部分的管子。

2.2 事故后換管不全面

一旦水冷壁爆管，大量的水就會(huì)從爆口泄漏，減少同組集箱其他水冷壁管的水量，破壞了正常的水動(dòng)力工況。如果沒(méi)有及時(shí)停爐，尤其是在鍋爐負(fù)荷較高時(shí)，極有可能會(huì)導(dǎo)致其他水冷壁出現(xiàn)短期過(guò)熱的情況，特別是相鄰管子。從電廠爆管事故后換管記錄來(lái)看，出現(xiàn)這種情況的主要原因是對(duì)同聯(lián)箱管組的檢查不夠，留下了爆管隱患。

2.3 水循環(huán)弱、水動(dòng)力被破壞

從爆口特征、金相和理論分析入手，確定鍋爐水冷壁頻繁爆管是水循環(huán)弱、水動(dòng)力被破壞導(dǎo)致水冷壁管短時(shí)過(guò)熱而爆管。

造成水循環(huán)弱、水動(dòng)力被破壞的原因有以下幾點(diǎn)：①角部鰭片部位漏風(fēng)造成水冷壁管被冷卻；②吹灰時(shí)，會(huì)吸收爐膛一定的熱量，同時(shí)，水流通過(guò)水冷壁管時(shí)冷熱交替，減少了水冷壁內(nèi)部吸熱量，使得水冷壁被冷卻；③抽汽量增加，輔汽壓力降低，低脫無(wú)法投運(yùn)，聯(lián)成閥存在缺陷，降低了給水溫度；④除塵器工作效率低，吸風(fēng)機(jī)葉片黏灰動(dòng)平衡破壞停運(yùn)檢修，低預(yù)下體磨損、腐蝕漏風(fēng)、風(fēng)量不夠，致使鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行。

2.4 運(yùn)行水位較低

鍋爐的水位對(duì)建立正常的水冷壁循環(huán)有非常重要的意義。一旦水位偏低，就會(huì)使水冷壁的水循環(huán)性能變差，尤其是對(duì)于角偶弱受熱區(qū)的管子。從目前能查到的最近2次運(yùn)行記錄來(lái)看，2次爆管水位是從正常水位（+20 mm以上）降低到-100 mm以下（-118～-103 mm），并且持續(xù)了近10 min后，就發(fā)生了水冷壁爆管事故。從目前所掌握的數(shù)據(jù)看，鍋爐對(duì)水位比較敏感，持續(xù)低水位會(huì)在一定程度上加速爆管。

3 鍋爐水冷壁改造方案

3.1 更換鍋爐以下范圍水冷壁管排聯(lián)箱

在更換鍋爐以下范圍水冷壁管排聯(lián)箱時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：①左、右側(cè)墻水冷壁管排從標(biāo)高17 610 mm（爐膛水吹灰墻孔中心線下1 340 mm）至左、右側(cè)墻水冷壁下聯(lián)箱接管座管排要全部更換。②左墻（1號(hào)角）從前往后數(shù)1～6根水冷壁管為一片，所以，要更換從水冷壁上聯(lián)箱接管座至標(biāo)高20 605 mm（C層燃燒器噴口中心線向上1 805 mm）處的水冷壁管，材質(zhì)為20G；右墻（3號(hào)角）從后往前數(shù)1～6根水冷壁管為一片，所以，要更換從水冷壁上聯(lián)箱接管座至標(biāo)高20 605 mm（C層燃燒器噴口中心線向上1 805 mm）處的水冷壁管，材質(zhì)為20G。③前墻（1號(hào)角）水冷壁管A往B數(shù)1～10根管為一片，更換從水冷壁上聯(lián)箱接管座至標(biāo)高20 605 mm（ C層燃燒器噴口中心線向上1 805 mm）處的水冷壁管。為了提高此部位材質(zhì)的強(qiáng)度，材質(zhì)為15CrMo。后墻（3號(hào)角）水冷壁管B往A數(shù)1～10根管為一片，更換從水冷壁上聯(lián)箱接管座至標(biāo)高20 605 mm（ C層燃燒器噴口中心線向上1 805 mm）的水冷壁管。為了提高該部位材質(zhì)的強(qiáng)度，所選材質(zhì)為15CrMo。④前、后墻水冷壁管排（喉部）各4片，從標(biāo)高11 560 mm（A層燃燒器噴口中心線下1 840 mm）至前、后墻水冷壁下聯(lián)箱接管座管排全部更換。⑤對(duì)于1～4號(hào)角燃燒器噴口壓火管（1號(hào)、3號(hào)角各8根水冷壁管，2號(hào)、4號(hào)角各10根水冷壁管），從標(biāo)高20 605 mm（C層燃燒器噴口中心線向上1 805mm）至標(biāo)高11 560 mm（A層燃燒器噴口中心線下1 840 mm）的冷水壁管全部更換。⑥為了消除1號(hào)、3號(hào)角角部膨脹不均的情況，將1號(hào)、3號(hào)角角部鰭片從上至下的直角連接改為圓弧連接。⑦更換3號(hào)角水冷壁后墻從B往A數(shù)第一個(gè)水冷壁上聯(lián)箱，并對(duì)應(yīng)管排做通球試驗(yàn)。⑧在水冷壁更換范圍內(nèi)，更換看火孔（20個(gè)）、人孔（2個(gè)）墻箱，讓管加工。

3.2 其他相關(guān)工作

在鍋爐水冷壁改造過(guò)程中，其他的相關(guān)工作包括：①重新找正測(cè)平爐膛剛性梁，檢查角部連接件，檢查校正水冷壁連接耳板，檢查導(dǎo)向裝置，膨脹滑銷復(fù)位；②加快電除塵器的改造速度，改善吸風(fēng)機(jī)工作條件，減少停運(yùn)次數(shù)，使鍋爐保持高負(fù)荷運(yùn)行；③檢查汽包內(nèi)部的腐蝕和結(jié)垢情況，檢查內(nèi)部焊口、焊縫汽水分離裝置的嚴(yán)密性，拆除檢查1號(hào)、3號(hào)角對(duì)應(yīng)的旋風(fēng)分離器、洗汽板、均汽板和各部固定銷釘?shù)木o固情況，檢查、清理水位表管和加藥管等管口，確保蒸汽品質(zhì)；④更換1～4號(hào)角A層、B層燃燒器，更換一次風(fēng)管12個(gè)調(diào)節(jié)縮孔；⑤校核鍋爐水質(zhì)化學(xué)在線儀表，更換有問(wèn)題的儀表；⑥更換9號(hào)機(jī)高加盤管，減小給水溫差大的問(wèn)題，提高給水溫度；⑦重新測(cè)量爐膛尺寸，并找正，重新找燃燒切圓，并調(diào)整燃燒器噴口角度，進(jìn)行爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)飄帶試驗(yàn)；⑧重新安裝水冷壁下聯(lián)箱膨脹指示針、板，確保監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度；⑨按照保溫工藝工序的要求恢復(fù)水冷壁爐墻保溫。

4 取得的成效

鍋爐水冷壁的局部改造在很大程度上提高了運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，而設(shè)備運(yùn)行周期的延長(zhǎng)，提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。鍋爐水冷壁管排局部改造后一直穩(wěn)定運(yùn)行，沒(méi)有發(fā)生過(guò)一次非停，大大減小了設(shè)備非停而引發(fā)的社會(huì)不良效應(yīng)。另外，設(shè)備缺陷的減少節(jié)省了備品備件的消耗費(fèi)用。

〔編輯：白潔〕

Cause Analysis and Treatment of Boiler Water Cooling Wall Tube Explosion

Zhang Pengcheng

Abstract： The boiler tube of heating unit is frequently burst， which seriously affects the safety and reliability of the equipment operation. In this paper， by analyzing the cause of the accident in the boiler water wall of a power plant boiler， the paper analyzes the chemical supervision， metal supervision， operation， maintenance， etc..

Key words： water cooling wall； burst pipe； water cycle； water power

文章編號(hào)：2095-6835（2015）19-0108-02