鍋爐水冷壁管開(kāi)裂泄漏現(xiàn)象分析

李海東　馮統(tǒng)華　安傳華

摘要：水冷壁管是影響循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的重要因素之一。水冷壁管的開(kāi)裂或泄漏，都會(huì)阻礙循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行。文章主要分析了循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管開(kāi)裂泄漏的原因，并提出了解決水冷壁管開(kāi)裂泄漏的措施。

關(guān)鍵詞：水冷壁；循環(huán)流化床鍋爐；開(kāi)裂；泄漏

中圖分類(lèi)號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）23-0052-02

1 概述

隨著循環(huán)流化床鍋爐的長(zhǎng)期運(yùn)行，其水冷壁會(huì)發(fā)生相應(yīng)的磨損。長(zhǎng)期的磨損往往會(huì)導(dǎo)致水冷壁的開(kāi)裂甚至泄漏。水冷壁的開(kāi)裂和泄漏會(huì)間接影響到電廠的經(jīng)濟(jì)利益，水冷壁管的開(kāi)裂不僅會(huì)使機(jī)組不能正常運(yùn)行，導(dǎo)致電廠的發(fā)電量大幅度的下降，同時(shí)電廠還需要增加人員對(duì)電廠進(jìn)行檢修工作，相應(yīng)的檢修費(fèi)用也會(huì)直接損害到電廠的經(jīng)濟(jì)利益。

2 循環(huán)流化床鍋爐水冷壁管開(kāi)裂泄漏的原因分析

2.1 循環(huán)流化床鍋爐燃燒室內(nèi)部粒子濃度對(duì)水冷壁的影響

循環(huán)流化床鍋爐燃燒室內(nèi)的粒子在燃燒時(shí)，燃燒室內(nèi)的中央?yún)^(qū)域就會(huì)形成一個(gè)向上移動(dòng)的氣固相的流動(dòng)模式。在形成的氣固相流動(dòng)中央?yún)^(qū)域的四周會(huì)相應(yīng)地包圍成一個(gè)環(huán)繞的固體流動(dòng)模型，環(huán)繞的固體相的整體運(yùn)動(dòng)方向是往下的。這樣向上的中央?yún)^(qū)域的氣固相與四周的固相的運(yùn)動(dòng)就會(huì)形成一個(gè)交叉的模式。這種交叉的運(yùn)動(dòng)在燃燒室的下部的運(yùn)動(dòng)往往比燃燒室的上部更加明顯，這種交叉運(yùn)動(dòng)形成了燃燒室內(nèi)粒子濃度下高上低的分布。不同濃度的粒子分布，對(duì)水冷壁的沖擊大小也會(huì)不一致，水冷壁管受到的摩擦力大小也會(huì)不一致，燃燒室下部的粒子濃度較大，因此水冷壁管的磨損也是最嚴(yán)重的，是最容易發(fā)生水冷壁開(kāi)裂和泄漏的區(qū)域之一。所以，應(yīng)選擇耐磨的金屬制作燃燒室下部的金屬受熱面。

2.2 循環(huán)流化床鍋爐焊接技術(shù)對(duì)水冷壁的影響

循環(huán)流化床鍋爐在安裝和檢修時(shí)任何一個(gè)環(huán)節(jié)的焊接技術(shù)都會(huì)制約著循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行。如果在安裝和檢修時(shí)不能按照規(guī)定進(jìn)行焊接，就有可能導(dǎo)致水冷壁內(nèi)粒子的不平衡移動(dòng)，從而加大管內(nèi)粒子對(duì)管壁的沖擊力，引起水冷壁的開(kāi)裂和泄漏。焊接過(guò)程中如果焊口的表面不平整、焊口中有折口存在、有未切割干凈的焊件、水冷壁凹凸不平、焊接過(guò)程存在縫隙等問(wèn)題的存在，都會(huì)導(dǎo)致水冷壁管的不均衡，甚至在水冷壁管形成大小不一的縫隙。水冷壁管縫隙的存在，容易導(dǎo)致灰料在下滑時(shí)形成渦流，灰料的渦流運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)水冷壁造成巨大的沖刷，長(zhǎng)期的沖刷會(huì)引起水冷壁的開(kāi)裂和泄漏，從而影響到循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行。因此，循環(huán)流化床鍋爐在安裝和檢修時(shí)應(yīng)格外注意其焊接工作，以保證鍋爐的正常運(yùn)行。

2.3 煤粒對(duì)水冷壁的影響

由于循環(huán)流化床鍋爐燃料燃燒方式的特殊性，導(dǎo)致煤粒在鍋爐內(nèi)的停留時(shí)間比在其他種類(lèi)鍋爐的停留時(shí)間長(zhǎng)。由于煤粒在鍋爐內(nèi)的時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致中央?yún)^(qū)域與周?chē)鷧^(qū)域的交叉運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也會(huì)相應(yīng)地延長(zhǎng)，延長(zhǎng)的交叉時(shí)間同時(shí)會(huì)對(duì)水冷壁造成巨大的沖刷，長(zhǎng)期的沖刷會(huì)引起水冷壁的開(kāi)裂和泄漏。除此之外，鍋爐內(nèi)的煤粒在燃燒時(shí)，會(huì)形成大量的細(xì)小顆粒物。這些細(xì)小顆粒物在鍋爐內(nèi)做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，煤粒無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)使鍋爐的水冷壁的各個(gè)區(qū)域受到的撞擊力和沖刷力不一致，水冷壁管內(nèi)部就會(huì)形成凹凸不平的小平臺(tái)。由于管壁內(nèi)小平臺(tái)的存在，在選擇煤粒的粒徑大小時(shí)就比較難控制，很多鍋爐往往直接將鍋爐的廢渣作為鍋爐啟動(dòng)的床料。利用鍋爐廢渣作為啟動(dòng)原料容易造成鍋爐的流化不暢。而技術(shù)人員只能增加一次風(fēng)量來(lái)緩解流化不暢的難題。增加的風(fēng)量不僅會(huì)加大煤粒的運(yùn)動(dòng)速度，還會(huì)加劇對(duì)冷水壁的沖擊，從而造成水冷壁的開(kāi)裂和泄漏。

2.4 溫差應(yīng)力對(duì)水冷壁的影響

循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間的加熱，而長(zhǎng)時(shí)間的加熱使水冷壁長(zhǎng)期處于一個(gè)過(guò)熱的狀態(tài)。水冷壁如果長(zhǎng)期處于一個(gè)過(guò)熱的狀態(tài)，就容易形成水冷壁開(kāi)裂和泄漏所需要的環(huán)境條件。如果梳形板的根部不能完全焊接，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比較大的熱應(yīng)力。由于水冷壁長(zhǎng)時(shí)間處于過(guò)熱的模式，產(chǎn)生的熱應(yīng)力大小往往會(huì)超出其允許的范圍。

2.5 其他因素對(duì)水冷壁的影響

水冷壁的磨損是造成水冷壁的開(kāi)裂和泄漏的主要原因，除此之外，鍋爐密封性的好壞也會(huì)對(duì)水冷壁造成一定的影響。如果鍋爐的密封性不好容易造成一次風(fēng)量過(guò)大，過(guò)大的一次風(fēng)量會(huì)導(dǎo)致風(fēng)壓與閥風(fēng)量的不對(duì)等。因此，循環(huán)流化床鍋爐在安裝和檢修時(shí)應(yīng)保證其密封性。

3 水冷壁管開(kāi)裂泄漏的對(duì)策分析

水冷壁的開(kāi)裂和泄漏會(huì)間接影響到電廠的經(jīng)濟(jì)利益，水冷壁管的開(kāi)裂和泄漏不僅會(huì)使機(jī)組不能正常運(yùn)行，導(dǎo)致電廠的發(fā)電量大幅度地下降，同時(shí)電廠還需要增加人員對(duì)電廠進(jìn)行檢修工作，相應(yīng)的檢修費(fèi)用也會(huì)直接損害到電廠的經(jīng)濟(jì)利益。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)水冷壁泄漏的預(yù)防和處理措施。

3.1 水冷壁表面在鍋爐運(yùn)行前的預(yù)處理

如果水冷壁表面有砂塵、鐵銹、油污和焊渣，會(huì)加快水冷壁的開(kāi)裂和泄漏。因此，在鍋爐運(yùn)行前應(yīng)注意及時(shí)清除水冷壁表面的砂塵、鐵銹、油污和焊渣?？梢圆捎脟娚暗姆绞匠羲浔诒砻娴蔫F銹，用壓縮空氣將管釘上的砂塵吹掃干凈。如果電廠沒(méi)有相應(yīng)的噴砂技術(shù)，可以采用鋼絲刷等將水冷壁表面的鐵銹和焊渣去除干凈。

3.2 提高循環(huán)流化床鍋爐的焊接技術(shù)水平

循環(huán)流化床鍋爐在安裝和檢修時(shí)任何一個(gè)環(huán)節(jié)的焊接技術(shù)都會(huì)制約著循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行。因此在循環(huán)流化床鍋爐安裝和檢修的焊接過(guò)程中，應(yīng)注意保證焊口表面的完整性以及焊件應(yīng)保證切割完全，盡量避免焊接縫隙的存在，進(jìn)而避免由于焊接技術(shù)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐水冷壁的影響，以保證鍋爐的正常運(yùn)行。在機(jī)組檢修時(shí)，應(yīng)注意對(duì)疏形板的檢修，若發(fā)現(xiàn)焊縫，應(yīng)注意及時(shí)將焊縫檢修，以保證梳形板的柔韌性，避免梳形板的焊縫對(duì)水冷壁管的影響，從而保證循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行。

3.3 優(yōu)化循環(huán)流化床鍋爐水冷壁的防磨技術(shù)

水冷壁的磨損是造成水冷壁的開(kāi)裂和泄漏的主要原因，因此有必要對(duì)循環(huán)流化床鍋爐水冷壁的防磨技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。水冷壁管的涂層選擇方面可以選擇耐磨的涂層技術(shù)，在管壁易磨損的地方進(jìn)行加固，防止由于水冷壁材質(zhì)問(wèn)題造成的開(kāi)裂和泄漏。

由于循環(huán)流化床鍋爐燃料燃燒方式的特殊性，容易造成水冷壁的開(kāi)裂和泄漏。因此，在鍋爐運(yùn)行一定時(shí)間后，應(yīng)注意對(duì)水冷壁的磨損情況進(jìn)行檢修。若發(fā)現(xiàn)水冷壁有磨損應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，有問(wèn)題的焊縫也要及時(shí)進(jìn)行處理。

循環(huán)流化床鍋爐燃燒室內(nèi)的粒子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)也是造成水冷壁管開(kāi)裂和泄漏的原因之一。因此在選擇燃料時(shí)應(yīng)按照方案設(shè)計(jì)的粒徑范圍進(jìn)行選擇符合規(guī)格的煤粒。加啟動(dòng)床料時(shí)不能直接將鍋爐的廢渣作為鍋爐啟動(dòng)的床料，盡量減少一次風(fēng)量，最大限度地避免煤粒對(duì)水冷壁的影響，從而保證循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

水冷壁管的開(kāi)裂和泄漏不僅會(huì)使機(jī)組不能正常運(yùn)行，導(dǎo)致電廠的發(fā)電量大幅度地下降，同時(shí)電廠還需要增加人員對(duì)電廠進(jìn)行檢修工作，相應(yīng)的檢修費(fèi)用也會(huì)直接損害到電廠的經(jīng)濟(jì)利益。提高循環(huán)流化床鍋爐的焊接技術(shù)水平，優(yōu)化循環(huán)流化床鍋爐水冷壁的防磨技術(shù)等措施，可以有效地解決水冷壁的開(kāi)裂泄漏問(wèn)題，從而保證循環(huán)流化床鍋爐的正常運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：李海東（1977—），男，山東滕州人，滕州中盛化工有限公司助工，研究方向：熱能動(dòng)力。