一起SHW4.2—0.7/95/70—AⅡ鍋爐對(duì)流管束爆管的原因分析及預(yù)防

【摘 要】闡述了水管鍋爐對(duì)流管束爆管原因分析及預(yù)防。

【關(guān)鍵詞】鍋爐；對(duì)流管束；爆管；裂紋；水垢；水處理

我市某小區(qū)供熱站于2010年8月份安裝兩臺(tái)SHW4.2—0.7/95/70—AⅡ鍋爐，負(fù)責(zé)其小區(qū)近18萬(wàn)平方米建筑面積的取暖供熱任務(wù)。該鍋爐從投入運(yùn)行以來(lái)，連續(xù)多次發(fā)生爐內(nèi)煙氣出口處前三排對(duì)流管束爆管事故，給冬季的正常取暖帶來(lái)極大的損失。下面對(duì)其事故原因進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施。

1.爆管的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)情況

1.1爆管的宏觀檢驗(yàn)情況

（1）破口呈不規(guī)則菱形，管子破口形狀為直裂條狀，方向?yàn)檩S向，破口處有明顯的鼓包。（2）破口附近管徑嚴(yán)重漲粗，管段直徑漲粗一般在4㎜～12㎜，破口長(zhǎng)30㎜～45㎜，寬10㎜～13㎜，裂口周圍有肉眼可見(jiàn)的劃線裂紋。（3）破口的部位大多數(shù)在對(duì)流管束前三排，距上鍋筒800㎜煙氣進(jìn)口的直段部位。（4）破口的邊緣較為銳利、光滑。（5）破口的外部的管壁呈現(xiàn)藍(lán)黑色。（6）管段內(nèi)結(jié)有3～6㎜的水垢，部分管段同時(shí)存在泥沙、鐵銹等堅(jiān)硬雜物。

1.2爆管的金相檢驗(yàn)情況

（1）爆管部位的管段晶粒度較大，多的甚至達(dá)11級(jí)。（2）晶粒組織為鐵素體加珠光體，片狀碳素體已經(jīng)珠墨化，分布于晶界上。

2.爆管的原因分析

2.1軟化水質(zhì)不合格

該供熱站原水源是地下水，總硬度9毫克當(dāng)量/升，主要是碳酸鹽硬度。設(shè)計(jì)采用鈉離子交換的水處理系統(tǒng)，由于操作管理不善，導(dǎo)致鈉離子交換系統(tǒng)運(yùn)行效率較低或失效，使鍋爐循環(huán)水的硬度較高，而且由于系統(tǒng)丟水較為嚴(yán)重，每天補(bǔ)水量加大，更加劇了水質(zhì)的惡化。

2.2超負(fù)荷波動(dòng)運(yùn)行

由于間歇式供熱，鍋爐經(jīng)常起停運(yùn)行，有時(shí)為加快供熱，鍋爐經(jīng)常要正壓運(yùn)行，使鍋爐負(fù)荷波動(dòng)較大。

2.3鍋爐排污不正常

該站司爐人員沒(méi)有按照鍋爐的運(yùn)行要求進(jìn)行定期排污，鍋爐回水系統(tǒng)排污器不定期清洗，導(dǎo)致鍋爐給水硬度和結(jié)垢都很嚴(yán)重。

2.4對(duì)流管束結(jié)垢嚴(yán)重

根據(jù)上面檢驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)鼓包處的水垢進(jìn)行分析，屬于硅酸鹽水垢，其成分主要為：灼燒減量0.98%；二氧化硅85.5%；三氧化二鐵、三氧化二鋁9.34%；氧化鈣1.62%；其它2.56%。

由于鍋爐間歇運(yùn)行，供熱時(shí)超負(fù)荷運(yùn)行，爐膛內(nèi)的容積熱強(qiáng)度很高，在爐膛煙氣出口處的煙溫可達(dá)到800℃以上。由于第一排管為鍋爐的后拱管，管束較長(zhǎng)，管內(nèi)水的流速相對(duì)較慢。超負(fù)荷時(shí)，管內(nèi)的水產(chǎn)生劇烈沸騰，迎火面的管內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，氣泡在上升的途中又迅速合并成氣膜。這一層氣膜把爐水和管壁分開，形成膜狀沸騰。這時(shí)由于蒸汽傳熱較差，管壁溫度急劇升高，致使靠近管處的水被完全蒸干，爐水中的二氧化硅等水垢直接從管壁上析出，形成硅酸鹽水垢。由于硅酸鹽水垢的導(dǎo)熱系數(shù)只有0.05～0.2千卡/米.時(shí).度，其熱阻是碳鋼的250～1000倍，導(dǎo)致管壁的溫度大大升高，特別是結(jié)垢較厚的部位管壁的溫度更高。

由于鋼中的珠光體是由鐵素體和滲碳體組成，層片狀珠光體表面積大，具有較大表面能。在長(zhǎng)期管壁超溫至450℃～750℃的狀態(tài)下，將促使片狀碳化物向球狀轉(zhuǎn)變，由于晶界上擴(kuò)散度較大碳化物將逐步向晶界上析出，最后球墨化加劇，造成鋼的延性降低，強(qiáng)度下降，最終產(chǎn)生蠕變。由于管內(nèi)的給水壓力，出現(xiàn)鼓包，導(dǎo)致管段破裂。

3.預(yù)防與處理

通過(guò)以上的事故分析，筆者認(rèn)為，應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家《鍋爐水處理監(jiān)督管理規(guī)則》：

（1）鍋爐使用單位的領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)重視鍋爐水處理工作。

（2）必須制定并嚴(yán)格執(zhí)行鍋爐水處理崗位責(zé)任制和鍋爐房水處理設(shè)備的操作規(guī)程。

（3）水質(zhì)化驗(yàn)人員不要隨意更換，水處理管理人員相對(duì)穩(wěn)定。

（4）對(duì)結(jié)構(gòu)不合理，水處理效果差的設(shè)備，應(yīng)及時(shí)改造和更換。

（5）應(yīng)經(jīng)常性對(duì)軟化水和鍋爐水進(jìn)行化驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)水處理效果不好，水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)及時(shí)查明原因，采取糾正措施。

（6）對(duì)熱水鍋爐采暖系統(tǒng)加強(qiáng)保養(yǎng)和維護(hù)，防止跑冒滴漏，保證系統(tǒng)補(bǔ)水率不超過(guò)2%。

（7）鍋爐進(jìn)行停爐檢或年檢時(shí)，水處理管理人員應(yīng)配合檢驗(yàn)人員了解鍋爐結(jié)垢、腐蝕情況，必要時(shí)對(duì)垢樣腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析，以便改進(jìn)水處理措施或確定是否清洗鍋爐。