YG-130/11.5-M循環(huán)流化床鍋爐水冷壁爆管的原因分析

張國玲，翟國華，劉靜華

（河南濮陽中原大化公司，河南 濮陽 457000）

河南濮陽中原大化公司有兩臺(tái)YG-75/5.4-M和一臺(tái)YG-130/11.5-M的循環(huán)流化床鍋爐，分別在2002年和2004年10月投用，屬于單汽包，自然循環(huán)，集中下降管，順列布置的燃煤循環(huán)流化床鍋爐，支撐形式為全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。2011年1月130t/h鍋爐水冷壁爆管兩次，中間時(shí)間相隔僅1周，并且爆破處兩根管子相近，高度相同，都在前墻第二落煤管上部18m彎管處，第26、27兩個(gè)管子。爆口為縱向破裂，其斷面較為銳利。管內(nèi)壁附著層厚約0.5mm，爆管破口上下兩頭堵滿片狀散垢，與該管相連的右側(cè)集箱有大量脫落的散垢堆積，鍋筒底部也有少量的散垢殘?jiān)?/p>

一、原因分析

筆者認(rèn)為堵煤、斷煤和水循環(huán)故障是導(dǎo)致水冷壁管短期過熱爆管的主要原因。

（1）1、2月份天氣不好，煤濕無法晾曬，1號(hào)、3號(hào)給煤機(jī)輪流斷煤，2號(hào)就會(huì)加大給煤量，這樣導(dǎo)致爐膛內(nèi)溫度不均，產(chǎn)生偏燒。每天斷煤次數(shù)高達(dá)數(shù)10次，長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)使2號(hào)落煤管上部的水冷壁因受熱溫度忽高忽低，時(shí)間長(zhǎng)短不一而受熱不均，再加上煤質(zhì)不好磨損嚴(yán)重導(dǎo)致水冷壁越來越薄而爆管。

（2）該爐為自然循環(huán)鍋爐。不同溫度的工質(zhì)有不同的重度，其差異形成的推動(dòng)力是水循環(huán)的動(dòng)力，即工質(zhì)在下降管中的重度比在水冷壁中的大，其差異形成的動(dòng)力克服了工質(zhì)上升和下降流動(dòng)阻力，這樣就利用其自然特性形成了自然循環(huán)。工質(zhì)在循環(huán)中吸收受熱面壁的熱量，即降低了受熱面壁的溫度，防止受熱面壁的超溫，保證受熱面的使用壽命，又成為具有一定品質(zhì)的蒸汽，從而使鍋爐的功能得以實(shí)現(xiàn)。

（3）該爐在運(yùn)行過程中，因水處理工作的不規(guī)范而產(chǎn)生的水垢渣塊堆積在鍋筒底部，在水循環(huán)動(dòng)力的作用下，隨鍋水一起吸入下降管中，并被帶到集箱，其中質(zhì)量較重，顆粒較大的散垢在重力、慣性的作用下，沉積在集箱底部，并不斷堆積成小山丘狀，從而減少了工質(zhì)進(jìn)入水冷壁管流通面積，使此處工質(zhì)的流速增大，靜壓減少，導(dǎo)致水冷壁管進(jìn)口壓力較低，水循環(huán)減弱。

（4）隨下降管鍋水帶入集箱的水垢渣中質(zhì)量較輕，呈薄狀的散垢，會(huì)漂浮在流動(dòng)鍋水中，隨著水循環(huán)從集箱進(jìn)入水冷壁管中，當(dāng)流動(dòng)到水冷壁管的彎曲部位時(shí)，在散垢重力和摩擦阻力的作用下，開始停滯集聚在該處，一方面使鍋水的流動(dòng)阻力進(jìn)一步增大，工質(zhì)的流速增緩；另一方面隨著散垢數(shù)量的不斷增加，水冷壁管中的流通面積不斷減小，直至完全堵死。這樣，該處的工質(zhì)流速逐步趨于零，即產(chǎn)生了水循環(huán)的停滯現(xiàn)象，這時(shí)該水冷壁管處于膜式沸騰，其彎管部分處于干燒狀態(tài)，從而導(dǎo)致管壁溫度急劇升高，形成短時(shí)間過熱爆管。

二、修換處理

因該水冷壁管爆管除彎管部分存在破口和不同程度的長(zhǎng)粗外，其他部分未見異常，故決定割換變形的管段，根據(jù)有關(guān)規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，割換管段的起止部位選在直管段上，為從變形彎管的兩端彎曲點(diǎn)向上和向下各延伸50mm，割換管段的實(shí)長(zhǎng)約720mm。原水冷壁管采用符合GB3087的20G管，規(guī)格為60mm×5mm。

（1）彎管制作。取與原管性質(zhì)、規(guī)格相同的新管一根，用彎管機(jī)冷彎成與割換下的管段大致相同的形狀，并保證彎管的橢圓度、波浪度和壁厚減薄量等符合有關(guān)要求，且表面無重皮裂紋等缺陷。

（2）焊接修復(fù)。將對(duì)接的新舊管口磨平并制成符合要求的坡口，由具有相應(yīng)資質(zhì)的焊工焊接。

（3）焊后檢查。焊后對(duì)兩對(duì)接頭按照有關(guān)要求進(jìn)行焊縫外觀，MT、PT檢驗(yàn)和通球試驗(yàn)，結(jié)果合格。

三、防止措施

（1）對(duì)煤質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，使用較好的煤質(zhì)。把濕煤進(jìn)行晾曬后才進(jìn)入爐膛燃燒，防止堵煤斷煤引起偏燒。

（2）對(duì)1號(hào)、3號(hào)落煤管進(jìn)行技術(shù)改造，減少堵煤斷煤的次數(shù)和縮短堵煤斷煤的時(shí)間，即使斷煤堵煤時(shí)，盡量不要把2號(hào)給煤機(jī)加煤太多，保證不超溫偏燒。

（3）對(duì)鍋爐進(jìn)行一次人工和機(jī)械除垢，徹底去除鍋筒底部、集箱內(nèi)的散垢渣雜，并用軟管從上向下以大水量、高水壓沖洗附在水冷壁管上的散垢。

（4）日常運(yùn)行中做好鍋爐定期排污工作，及時(shí)排除鍋筒和集箱中的散垢和雜質(zhì)，每次停爐檢修時(shí)，再按前述方法對(duì)鍋爐進(jìn)行徹底除垢和去雜。