DZL型熱水鍋爐水冷壁爆管原因分析與對策

鄭繼業(yè)

摘 要：為了保證DZL熱水類型鍋爐設備運行效果，應了解導致水管壁爆裂問題的成因，并能根據(jù)熱水類型鍋爐設備運行特點，通過控制熱水類型鍋爐運行水質以及定期對熱水類型鍋爐進行檢查的方式強化設備運行的穩(wěn)定性。本文出熱水類型鍋水冷壁結構爆管問題進行了分析。

關鍵詞：熱水爐；爆管；水冷壁

在寒冷地區(qū)的冬季供暖當中，鍋爐保證供暖效果的關鍵性設備。并且在鍋爐設備的發(fā)展中出現(xiàn)了熱水類型的鍋爐設備，熱水類型的鍋爐設備和一般的蒸汽類型鍋爐設備相比，在供熱效果方面、設備檢修維護方面以及供熱節(jié)能方面更為出色。但在使用熱水類型鍋爐進行供熱的時候，由于管理不到位或者是操作不規(guī)范，導致熱水類型鍋爐在運行中出現(xiàn)了水冷壁結構爆管的問題的，影響了熱水類型鍋爐設備的正常供熱運行。

1熱水類型鍋爐設備故障分析

在對熱水類型鍋爐設備水冷壁結構爆管問題進行分析的過程，本文以某地熱水類型鍋爐設備故障作為分析案例，以期更全面的分析設備故障。某地以型號為DZL的熱水類型鍋爐設備在運行中出現(xiàn)了水冷壁爆管的故障。在對設備進行實地檢驗中發(fā)現(xiàn)，在鍋爐設備的爐筒結構以及集箱結構底部存在大量的堆積殘渣，并且大部分水冷壁結構管道中都含有水垢，較厚部分的水垢厚度達到了15厘米到20厘米，大量的殘渣堵塞了輸水管道，導致輸水管道中剩余的輸水管道面積剩余64平方毫米。

從水冷壁結構爆管位置分析來看，爆管位置大多是爐膛部分的高溫區(qū)域中水垢堆積較厚的部分。在熱水類型供熱設備當中，有多根供熱輸水管道發(fā)生了爆炸，而剩余的管道由于內壓以及環(huán)境中高溫的影響，管道發(fā)生了脫碳甚至在表面產生了裂痕。

2水冷壁爆管原因現(xiàn)象分析

鍋爐爆管直接原因有超溫過熱、腐蝕、鋼管質量及焊接質量不好等，具體分析如下。（1）超溫過熱是指鍋爐運行時平均管壁溫度超過設計許用溫度。超溫過熱會嚴重影響元件的使用壽命，并導致爆管。為判定超溫過熱的原因，應判定爆管時的過熱溫度和時間，即判定是屬于長時間超溫爆管還是短時間超溫爆管。長時間超溫過熱的爆口呈粗糙脆性斷面的大張口，管壁減薄不多，管子脹粗也不明顯，爆破口附近內壁往往有較厚的氧化層。水冷壁管子長期在高溫和應力作用下，顯微組織出現(xiàn)碳化物球化、石墨化。鐵素體中析出碳化物，碳化物聚集長大以及固溶化中合金元素的貧化現(xiàn)象，有時還可能出現(xiàn)二次結晶組織。由于組織結構的變化和腐蝕，首先產生細微的裂紋和應力腐蝕裂紋，然后在連續(xù)超溫過熱中，這些裂紋擴展甚至連續(xù)起來，當承受不了管內介質的壓力時，管子就發(fā)生爆破。

（2）短時過熱破口一般有較為明顯的脹粗現(xiàn)象，管壁減薄很多，爆破口呈尖銳的喇叭形，其邊緣很鋒利，具有韌性斷裂的特征。爆破口附近有時有氧化鐵層，有時沒有。短時間超溫過熱時，管壁溫度在短時間內突然上升，此時金屬抗拉強度會急劇下降，在介質壓力作用下管子發(fā)生爆破。爆管后熾熱的管壁被高速噴出的介質迅速冷卻下來，在爆破口周圍往往有相變或不完全相變—馬氏體、索氏體組織。如果在短時間超溫過熱之前已經(jīng)經(jīng)過了一段時間超溫過熱，則在爆破口的背部式在爆破口的附近，會出現(xiàn)碳化物球化等組織。

（3）鍋爐由水質不良或操作不當發(fā)生結垢而導致的爆管是屬于長期過熱爆管。鍋爐管壁上結了水垢，由于lmm水垢的導熱熱阻是管壁熱阻的四十倍，管壁長時間的過熱在達到蠕變限時發(fā)生爆管。此時破口斷面不很稅利，因為溫度較高而時間較長，管子內外表面都有明顯的氧化皮，管子減薄不多。由于結垢引起過熱爆管時，一般發(fā)生在熱負荷較高的水冷壁管，熱水鍋爐爆管80%以上都是此種原因造成的。出現(xiàn)以上事故的直接原因是鍋爐管理不善，水質不良，使管內嚴重結垢。由于結垢，造成管內流通截面積減小，阻力增大，使循環(huán)水量減小，循環(huán)流速降低，甚至發(fā)生循環(huán)停滯現(xiàn)象，使鍋爐傳熱能力惡化，從而造成鍋爐受熱面的管壁局部過熱變形、鼓包、爆破。

3熱水類型鍋爐水冷壁爆管問題的對策

3.1強化對鍋爐水質的管理

在解決熱水類型鍋爐水冷壁爆管問題的時候，要能從問題的源頭對問題進行分析。之所會在水管壁結構中出現(xiàn)大量殘渣，根本問題是熱水類型鍋爐設備在運行當中所使用的水中含有交過多的各種元素，并在加熱環(huán)境下逐漸的堆積在水管壁結構輸水管道當中。因此在解決水管壁結果爆管問題的時候就要從水質源頭進行管理，通過改變供水水質提升設備的運行質量。在這個階段中，要加強對鍋爐供水軟化處理以及過濾處理的力度。并根據(jù)鍋爐設備的類型以及型號選擇最為匹配鍋爐除氧設備。其次，還要能注意對鍋爐用水水質的監(jiān)管，采用科學的檢驗方式化驗鍋爐水質，一旦發(fā)現(xiàn)鍋爐水質中存在問題，那么就要采取措施，避免問題的水體被用到鍋爐設備運行當。

另外，熱水類型鍋爐的運行較為復雜，在對熱水類型鍋爐用水進行檢查的時候還要能注意到設備運行補給水部分、循環(huán)水部分以鍋水部分的水質監(jiān)測。為了能進一步的確保鍋爐用水質量能得到保證，還可以將熱水類型鍋爐設備外部水力和熱水類型鍋爐內部加藥水處理相結合的方式，加強對于鍋爐設備運行用水水質的優(yōu)化力度。

3.2定期對熱水類型鍋爐中殘渣進行清理

在熱水類型鍋爐正常運行中，由于熱水類型鍋爐用水水質問題、設備水循環(huán)問題或者是運行監(jiān)管方面的問題，都有可能會導致在熱水類型鍋爐水冷壁結構管道中產生水垢以及殘渣，并堵塞管道因其管道爆裂，或導致管道出現(xiàn)裂縫。因此為了保證管道的良好質量，也就要能定期對熱水類型鍋爐中的管道結構進行清理，去除管道中含有的各種水垢或者沉渣。在目前對管道內部情況進行檢查的時候，如果發(fā)現(xiàn)鍋筒結構或者是集箱結構中存在大量的水垢，并且水垢已經(jīng)覆蓋了熱水類型鍋爐設備受熱面百分之八十以上、水垢堆積的平均厚度在一毫米以上的情況，就應立即采用化學方式對管道結構進行清。在完成了化學管道清洗操作之后，要能及時的對清理下來的各種殘渣進行處理。

3.3采用回水引射裝置

為改善鍋爐水動力防止產生過冷沸騰，可采用回水引射裝置提升水冷壁的水速，即在回水進入鍋內分配后，有兩股回水噴向前后下降管入口，靠引射作用，將鍋水帶入下降管，從而提升水冷壁水速。為了確保達到較好的引射效果，應使回水引射管中心線與下降管中心線盡量重合且兩中心線無夾角。同時，為了減少回水引射管的阻力，回水引射管與回水分配管連接處的直徑宜為噴口直徑的2倍左右且圓滑過渡。

4結束語

一旦在熱水類型鍋爐水管壁結構中出現(xiàn)了大量水垢，無論是對于設備運行還是對鍋爐設備操控人員都會產生影響，因此要能做好熱水類型鍋爐管道中水垢問題的處理，促進熱水類型鍋爐設備運行性能的提升。

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