燃气蒸汽锅炉水冷壁爆管原因分析与处理
于德新
摘 要：火力发电厂中，热电厂既能完成发电任务，又能进行抽气供热，用于工业用汽和民用热源。宏伟热电厂共有5台高压燃煤锅炉，燃用内蒙东部褐煤，承担发电和供热任务，承担着炼化公司、宏伟化工园区、大庆西城大部分区域的居民供热任务，锅炉必须安全可靠地运行。由于冬季大负荷的原因，负荷需求量大，会使锅炉内的炉水浓度增大，水溶液中就产生沉淀物在水冷壁管内行成水垢，造成水冷壁吸热减少超温，水冷壁管漏泄、爆管，会使锅炉被迫停运检修，降低企业的经济效益和社会效益。该文主要阐述如何防止鍋炉水冷壁管内形成水垢，造成水冷壁因吸热减少超温，水冷壁管漏泄、爆管的一系列措施。
关键词：水冷壁结垢 超温 漏泄 爆管
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（b）-0033-02
1 水冷壁管结垢是如何产生的
给水进入锅炉后由于强烈的蒸发，使锅水中的杂质浓度增加，如其浓度达到该物质在一定温度下的浓度极限，水溶液中就会产生固态沉淀物（一般是晶体），如果晶体不粘结在受热面上而悬浮在水中，则称为水渣或沉渣。如果沉淀物的结晶过程是在受热面上进行的，并且坚实地粘结在受热面上，则称为水垢。
无论采用何种水处理方式，也不能将水中的硬度完全去除，只能将水的硬度降低到一定程度，随着炉水的强烈蒸发水中盐类逐渐浓缩，炉水中的钙、镁离子浓度升高，钙、镁离子以及难溶的化合物便从水中析出，可能在水冷壁管内壁上形成水垢。另外锅炉给水中铝、铁和硅的化合物含量较高时，容易在热负荷很高的炉管内形成硅酸盐水垢，给水中含有的铁离子、铜离子在水冷壁管内壁上结铁垢、铜垢也是不可避免的。垢的导热性能比钢差得多，还会形成垢下腐蚀加速水冷壁管的损坏，水冷壁管结垢引起超温过热爆管、漏泄危险性就大。
2 水冷壁管结垢对锅炉的危害
2.1 造成锅炉受热面损坏
水垢的导热性能比钢差得多，即使水垢的厚度很小，也会使金属受热面的温度大大升高，例如硅酸钙水垢的导热系数平均只有钢的导热系数的1/400，则由于水垢的存在使管壁温度升高，当温度升高超过了金属所能承受的允许温度时，就会引起水冷壁管鼓包或爆管事故，降低水冷壁管的使用寿命，威胁锅炉运行的安全。
2.2 浪费燃料降低锅炉的出力
水冷壁管结垢后，水垢的导热性能比钢差得多，使受热面的传热效果降低，燃料燃烧放出的热量不能有效地传递到给水中，造成排烟温度上升排烟热损失增大，降低了锅炉热效率，也就是说浪费了燃料，降低了锅炉的出力。
2.3 降低了使用寿命
锅炉水冷壁结垢后，不但降低了锅炉出力及效率还有锅炉运行的安全性，而且因水冷壁管结垢必须经常进行洗炉，既影响锅炉正常供气，又耗费了人力、物力，造成了一定的经济损失还会降低锅炉的使用寿命。
3 水冷壁管结垢的预防措施
3.1 进行煮炉和酸洗
新安装的锅炉在投产前应进行煮炉和酸洗，目的是为了清除锅炉在制造、运输、储存及安装过程中产生的铁锈以及采取防锈的措施涂沫的防锈剂和管道内的油垢，氧化铁存在不但会增加热阻而且容易导致水垢的生成，运行中形成垢下腐蚀，有可能造成炉管堵塞引起爆管。所以进行煮炉和酸洗，不但可以避免上述危害，而且还可以在启炉初期的水、汽品质很快达到标准。
3.2 提高给水质量
水质不好的地区应采用除盐水，因为软化水只是将水中的硬度降低到一定程度，而不能将水中的盐分除去，而除盐水不但可以降低锅炉给水的硬度，还能将溶于水中的盐类降低。另外有生产返回水的热电厂其硬度不得超过允许值，提高了锅炉给水品质降低了锅炉的排污率，减少了工质及热量的损失，提高锅炉水冷壁的使用寿命。
3.3 保证凝汽器严密
当汽轮机凝汽器发生泄漏的时候，冷却水漏入或渗入凝结水中，使凝结水中含有钙、镁盐类，往往也是锅炉内产生水垢的一个重要原因，所以当发现凝结水或锅炉给水硬度升高时，应及时检查，如发现凝汽器泄漏应及时消除。
3.4 汽水系统监督
为了防止锅炉设备及其系统结垢、腐蚀和积盐等故障，水、汽质量应达一定的标准。因此，应对水和蒸汽的一些主要指标进行定期化验分析，发现炉水及蒸汽品质不合格时，应及时消除。应检查设备内部的结垢、积盐、腐蚀情况，提出改进水处理设备和运行工况的措施。根据结垢、积盐、腐蚀情况，决定是否进行化学清洗。
3.5 炉内进行加药
无论采用何种水处理方式，也不能将水中的硬度完全去除，而只能将水的硬度降低到一定程度，炉水中的钙、镁离子的浓度由于炉水的强烈蒸发而升高，如汽轮机凝汽器泄漏都使炉水中的钙、镁离子的浓度升高，可能在蒸发受热面上形成水垢。向炉内加入某种药剂，常用的磷酸三钠与炉水中的钙、镁离子生成不粘结在受热面上的水渣，水渣沉淀在水冷壁下联箱内，通过定期排污排出炉外。
3.6 炉水维持一定的碱度
向炉内加入磷酸三钠与炉水中的钙、镁离子生成难溶的钙、镁磷酸盐。但是如果炉水的碱度足够高，磷酸钙即可转变为不结垢的碱性磷灰石，它是一种水渣，可以通过定期排污排出炉外。炉水碱度太高，会产生汽水共腾，碱度不能太低，一方面磷酸钙不能转变为不结垢的碱性磷灰石，造成锅炉水冷壁结垢；另一方面增加了锅炉连续排污量，造成给水和热量的损失。所以炉水的碱度必须控制在一定范围内。
3.7 进行连续排污
虽然除盐水的含盐量很小，但是由于炉水的强烈蒸发，炉水的含盐浓度越来越大，炉水的含盐量比给水大得多。为了获得良好的蒸汽品质，就必须维持炉水较低的含盐量，这样势必增大排污率。如果采用分段蒸发，在炉水含盐量最大的地方盐段，进行连续排污可以减少排污量，同时能迅速提高炉水及蒸汽品质，减少了工质和热量的损失。
3.8 进行定期排污
当水处理设备不完善或工作不正常时，给水的混浊度较大，由于蒸发炉水中的泥沙含量越来越多，另外锅炉加药剂与炉水中的钙、镁离子生成的水渣，如不定期排出，上升管堵塞得不到良好的冷却有爆管的危险。应在水冷壁下联箱处进行定期排污，同时能迅速调整炉水品质。停炉后随着锅炉的冷却，水循环逐渐停止，炉水中的泥沙和水渣等杂质也慢慢沉淀到水冷壁下联箱，所以规定停炉1 h和8 h各定期排污一次，排出炉水中的泥沙和水渣等杂质，防止定期排污管堵塞。
3.9 停炉后的防腐
锅炉停用期间应按照规程规定进行必要的防腐工作，以保证锅炉设备在下次启动时完好无缺。防止因停炉时保护不当，造成大气腐蚀在炉管内生成氧化铁等腐蚀产物，这些氧化铁等腐蚀产物附着在管壁上，锅炉运行后也会转化成铁垢。另外水冷壁原有的结垢，产生垢下腐蚀损坏水冷壁，缩短水冷壁的使用寿命。
4 结语
锅炉水冷壁管结垢导致传热效果不好，降低了锅炉热效率，当温度升高超过了金属所能承受的允许温度时，使水冷壁管超温过热损坏，漏泄、爆管，一直是各电厂普遍存在的严重问题，给锅炉安全生产带来了极大的危害。按以上预防措施以杜绝或减少锅炉水冷壁管因结垢造成的超温爆管、泄漏，延长水冷壁管的使用寿命，使锅炉机组安全稳定地运行，同时也减少水冷壁管的泄漏、爆管造成的设备损坏及重大的经济损失。
参考文献
[1] 宏伟热电厂锅炉设备运行规程[Z].
[2] 丁明舫，催百成.锅炉技术问答[M].中国电力出版社，2002.
[3] 王海荣，李伟，翟光辉.电站锅炉作业人员基础知识[M].中国电力出版社，2009.
