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重危害，分析了水冷壁損壞的現(xiàn)象、原因、處理方法、預防措施。較為全面的分析了水冷壁損壞的原因，結(jié)合運行實踐，在處理方法上提出了自己的觀點，提出了預防是關(guān)鍵、原因是重點的論斷。

關(guān)鍵詞：水冷壁損壞現(xiàn)象；原因；處理；預防措施；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，嚴重影響機組安全生產(chǎn)和企業(yè)的效益，造成很大的人力和財力損失，為了盡量減少這種事故的發(fā)生，有必要對這類事故作進一步的了解和認識，先前我廠7號爐水冷壁爆管是由于磨損造成的；我廠1、2號爐也曾發(fā)生過水冷壁爆管事故。7號爐水冷壁爆管還造成爐膛風帽大量堵塞，砸風帽讓人陣陣心痛，它不僅造成人力和財力的損失，更造成設備的嚴重損壞。

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密處噴出。嚴重時鍋爐本體防爆門動作。

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MFT動作。

3）汽包壓力、蒸汽流量、排煙溫度下降，兩側(cè)煙溫差增大。

4）煙道及吸風機入口負壓變小，吸風機電流上升。

5）旋風分離器進、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）化學水處理不當，監(jiān)督不嚴造成給水品質(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，時間過長，引起水循環(huán)破壞。

3）鍋爐長時間低負荷運行引起水循環(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。氫脆會使金屬強度降低。

5）水冷壁管磨損嚴重。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行對流傳熱，物料在爐膛內(nèi)的內(nèi)循環(huán)回路及在旋風分離器外循環(huán)回路中高速運動，其強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，沖刷更強，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一步增大水冷壁的磨損。

6）鍋爐發(fā)生過嚴重缺水后，不適當?shù)拇罅窟M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，況且還有由于化學加藥形成的水垢，這些雜質(zhì)若不及時排走，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）加強鍋爐進水，盡量維持汽包水位，如不能維持正常水位，應緊急停爐。

2）根據(jù)爐煙外冒情況，增加吸風量，維持爐膛負壓。

3）如水冷壁泄漏不嚴重，尚能維持汽包水位，且不致很快擴大時，可短時間低負荷運行，如床溫急劇下降且床溫分布不均時，應按緊急停爐處理。

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

5）停爐后，保持一臺吸風機運行，直至爐內(nèi)蒸汽消失不冒，方能停止吸風機運行。

6）停爐后，靜電除塵器應立即斷電。其余操作按正常停爐要求操作。

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

四、預防水冷壁爆管的措施

為防止和預防水冷壁管爆管事故發(fā)生，我們應采取措施，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，定期排污一定要嚴格按規(guī)程執(zhí)行，排污時間不要太長，排污量也應有所控制，不要太多，防止破壞水循環(huán)。發(fā)生缺水事故后，切不可大量進水。

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

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)的水冷壁都敷設衛(wèi)燃帶，衛(wèi)燃帶敷設平滑，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）升爐時要保證管子受熱均勻，減小應力，運行中，要防止各類事故發(fā)生，做好預控措施，監(jiān)盤認真，安檢到位。

6）加強監(jiān)督管理，確保每天下聯(lián)箱正常排污。同時，提高運行工人認識，增強排污自覺性。

7）加強學習，學習氫脆機理。

蒸汽對受損部位管壁金屬產(chǎn)生了強烈的蒸汽腐蝕，反應式為：

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

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

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

上述反應生成的CH4分子很大，在鋼中的擴散能力很低，隨著反應不斷進行，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識，我們的目的就是要減少這類事故發(fā)生，原因是重點，而預防則是關(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，提高認識和技術(shù)水平，保證機組的安全、穩(wěn)定、連續(xù)運行，加強理論學習，用先進的理論來指導實踐，在實踐中證明理論，發(fā)展理論，從而更好地指導生產(chǎn)，防止或減少水冷壁爆管事故的發(fā)生。

參考文獻：

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[2] 大屯煤電（集團）有限責任公司電業(yè)分公司組編.循環(huán)流化床鍋爐實用技術(shù)問答.北京：中國水利水電出版社，2005.