常見熱水鍋爐前管板裂紋產(chǎn)生原因及維修方法

楊睿

摘 要：對鍋爐在焊接應(yīng)力過大、傳熱不均衡、污垢下鍋爐的腐蝕疲勞壓力過大等各種綜合因素的影響下，其煙管、管板焊接與管板孔橋產(chǎn)生裂紋的原因進(jìn)行分析，并探討了合理、有效的維修手段，希望能為蒸汽鍋爐的安全運行提供可靠保障。

關(guān)鍵詞：蒸汽鍋爐；前管板；裂紋；過冷沸騰

中圖分類號：TK229.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0053-01

由于蒸汽鍋爐在長時間的運行過程中一直處于高溫狀態(tài)下，其處于高溫端的管板很容易出現(xiàn)局部斷裂的情況，這種情況在很大程度上降低了蒸汽鍋爐的運行效率和安全性能，因此，加強(qiáng)蒸汽鍋爐的管理和檢修，并找出當(dāng)前安全隱患的有效解決方法是鍋爐維護(hù)工作人員刻不容緩的任務(wù)。以下就管板斷裂問題等進(jìn)行了分析，并找出相應(yīng)的解決辦法，希望能為我國蒸汽鍋爐的可持續(xù)發(fā)展提供一些可以借鑒的建議。

1 煙管、管板孔橋出現(xiàn)裂紋的主要原因

1.1 蒸汽鍋爐前管板“過冷沸騰”

一般來說，蒸汽鍋爐的前管板水流速度非常低，如果鍋爐中的煙溫一旦提升到900 ℃時，在鍋爐的前管板位置非常容易產(chǎn)生“過冷沸騰”現(xiàn)象。蒸汽鍋爐的前管板與煙管之間存在一定的空隙，在煙氣溫度比較高的情況下，水一遇熱便會在管孔和煙管之間的空隙內(nèi)部出現(xiàn)過冷沸騰的物理現(xiàn)象，從而汽化。這種汽化現(xiàn)象會產(chǎn)生一種非常強(qiáng)大的壓力作用，導(dǎo)致氣體在一瞬間從間隙涌出。之后，冷水快速進(jìn)入，并在間隙中不斷地蒸發(fā)、濃縮，這樣會使鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生大量的污水、污垢，致使蒸汽鍋爐的傳熱、導(dǎo)熱性能逐漸降低，從而產(chǎn)生腐蝕疲勞壓力。如此一來，蒸汽鍋爐煙管和管板的焊縫位置就會出現(xiàn)大小不一的裂紋，這是導(dǎo)致蒸汽鍋爐管板和煙管焊縫之間出現(xiàn)裂紋滲漏的重要因素之一。

1.2 蒸汽鍋爐內(nèi)部的煙氣發(fā)生短路

對鍋爐的設(shè)計圖紙進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，蒸汽鍋爐的煙氣在鍋爐內(nèi)部的爐膛之中出現(xiàn)以后，必須經(jīng)過其左右兩側(cè)的翼型煙道才能進(jìn)入鍋爐前管板。同時，在修筑蒸汽鍋爐的過程中，煙道磚與磚之間本身就存在著非常明顯的裂縫，如果鍋爐溫度提高得較快，就會導(dǎo)致蒸汽鍋爐的隔煙墻縮水速度越來越快，并且在鍋爐隔煙墻和鍋筒之間的接觸位置會產(chǎn)生一條非常明顯的縫隙（經(jīng)過科學(xué)的測量、檢驗得知，這條縫隙大約為8 mm寬）。再加上蒸汽鍋爐外壁的煙道磚早就已經(jīng)破裂不堪，其爐膛內(nèi)部的一部分煙氣便會借此從破裂位置進(jìn)入到鍋爐的前管板，從而產(chǎn)生煙氣短路現(xiàn)象，促使蒸汽鍋爐前管板的煙溫提高，最終導(dǎo)致前管板兩側(cè)產(chǎn)生“過冷沸騰”現(xiàn)象，并伴隨水垢出現(xiàn)。

1.3 鍋爐的補(bǔ)水量過大

在供暖期間，鍋爐需要大量的生水補(bǔ)充，在《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》中，明確指出鍋爐外的化學(xué)處理物質(zhì)的量濃度應(yīng)不大于0.6 mmol/L，但是當(dāng)前鍋爐的水質(zhì)卻完全沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這也就導(dǎo)致了在鍋爐的煙管前端和前管板位置處出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。由于煙管前端和前管板的內(nèi)部結(jié)垢現(xiàn)象較為嚴(yán)重，使水與金屬之間的傳熱出現(xiàn)了隔絕，而金屬的導(dǎo)熱系數(shù)要比水垢大很多，前管板作為高溫區(qū)，因結(jié)垢原因，便會出現(xiàn)裂紋并伴隨滲漏現(xiàn)象。隨著前管板的金屬溫度不斷升高，就會出現(xiàn)垢下腐蝕現(xiàn)象，而裂紋伴隨滲漏現(xiàn)象的出現(xiàn)，會進(jìn)一步加快垢下腐蝕的速度。

2 煙管、管板孔橋裂紋維修的辦法

為了避免蒸汽鍋爐事故的發(fā)生，就需要對管板孔橋和煙管裂紋進(jìn)行有效的維修。一般來說，維修方式有以下幾種：①可以在鍋筒與隔煙墻的接觸部位選擇新型機(jī)構(gòu)形式，在鍋筒縱向上10 mm左右厚的鋼板上進(jìn)行焊接，焊接完成后進(jìn)行隔煙墻的澆筑，以此確保煙氣不會再出現(xiàn)短路現(xiàn)象。②在鍋爐前管板的管孔部位開一段坡口，在焊接之前進(jìn)行張貼，有效消除空隙，而后依照常規(guī)的焊接工藝進(jìn)行合理的焊接，接著再次進(jìn)行水壓和探傷試驗，直到合格為止。③在蒸汽鍋筒內(nèi)部出水管的位置上面設(shè)置可以出水的均水板。設(shè)置的均水板前端應(yīng)當(dāng)與前管板的距離相近，這樣可以使大部分出水都能夠經(jīng)前管板向上流動，使出水能夠全部流入到均水板的前端，以此保證前管板位置上的水能夠再次進(jìn)行循環(huán)流動，如此一來，前管板的水流速度就得到有效的提高，避免出現(xiàn)過冷沸騰現(xiàn)象。④對鍋爐的管道系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的維修，避免出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象。同時對鍋爐的補(bǔ)水量也要進(jìn)行有效控制，保證鍋爐的水質(zhì)符合當(dāng)前國家要求的標(biāo)準(zhǔn)。⑤在鍋爐內(nèi)安裝除氧器，對鍋爐補(bǔ)給水的含氧量進(jìn)行有效控制，避免鍋爐內(nèi)部出現(xiàn)氧腐蝕現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

綜上所述，在蒸汽鍋爐正常運行過程中，為了確保其自身的高效性、可靠性、安全性和穩(wěn)定性，相關(guān)維護(hù)管理人員必須對鍋爐前管板的裂紋現(xiàn)象加以重視，做到“早發(fā)現(xiàn)、早處理”，避免引發(fā)更嚴(yán)重的事故。另外，對那些老、舊蒸汽鍋爐，不僅僅要注重管理、維護(hù)，還應(yīng)當(dāng)定期對其進(jìn)行工藝改造，在保證這些鍋爐能夠正常運行并提高其運行效率的前提下，加強(qiáng)對蒸汽鍋爐前管板自身裂紋現(xiàn)象的管理和維修。只有這樣，才能夠真正為蒸汽鍋爐的安全運行提供可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]徐宏彤，岳桂杰，谷莉，等.常見熱水鍋爐前管板裂紋產(chǎn)生原因及維修策略[J].廣西輕工業(yè)，2010（01）.

[2]劉大易.熱水鍋爐前管板裂紋分析及預(yù)防對策[J].鍋爐制造，2010（05）.

〔編輯：劉曉芳〕