Page 118 - 《橡塑技术与装备》2023年12期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

作用，在高温条件下则形成硬垢，并且坚实地粘结在 喷入炉膛时，如果燃烧器安装角度偏离规定值，因吹
受热面上，则称为水垢。水垢通常胶结于水冷壁管道 灰不当使风粉气流高速冲刷水冷壁，使其磨损减薄。
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内表面。锅炉里结了水垢，垢的导热系数比钢小得很 2017 年 6 月山西某电厂 4 炉发生的一起水冷壁
多，一般相差两个数量级。即使水垢的厚度很小，也 泄漏事故，图一为切割下来的泄漏管子，由图看出此
会影响金属传热，金属因得不到及时冷却温度将超过 处水冷壁管壁的磨损已经相当严重，管壁变薄，从而
允许工作温度，导致超温爆管。再者水垢就像是隔在 导致泄漏 ：
钢管和汽水之间的一道石墙。锅炉钢管和水不能直接
接触，炉膛的强烈火焰把钢管烧得通红，降低了钢管
的强度。这时候，如果水垢出现裂缝，水立即渗漏到
高温的钢管上，急剧蒸发，造成锅炉管内压力猛增，
就会引起水冷壁管鼓包或爆管事故。水垢导热性很差，
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，会导致受热面传热情况恶化，不
仅会造成排烟温度上升排烟热损失增大，降低了锅炉
热效率，还会由于热胀冷缩和受力不均，造成锅炉受 图 1 山西某电厂 #4 炉水冷壁磨损
热面损坏，极大的增加锅炉爆裂甚至爆炸的危险性。
2.3 汽水循环失常导致超温爆管
2.2 水冷壁磨损，壁厚变薄，钢管强度减小
蒸发受热面的汽水混合物流动方向或流速没有按
导致爆裂
设计流动时，出现停滞、倒流或产生自由水位等称为
磨损常发生在燃烧器出口、炉膛出口和观察孔等
水循环失常。导致汽水分配不合理，蒸发受热面水膜
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水冷壁管处，山西某电厂 4 炉水冷壁磨损状况见表 1。
被破坏，使这部分金属得不到及时冷却，从而导致金
表 1 山西某电厂 #4 炉水冷壁管壁厚检查记录
属温度将超过允许工作温度。超温使管材发生金属组
检查测点 设计壁厚 /mm 磨损后壁厚 /mm 减薄率 /% 是否合格
1 5.5 3.3 40 否 织变化，机械性能变弱，管子抵抗管内工质压力的能
2 5.5 3.7 32.7 是
3 5.5 3.9 29.1 是 力（强度）因温度升高而降低，管子在内压力下发生
4 5.5 3.4 38 否 塑性变形、鼓泡、胀粗、爆破等，最终导致管壁泄漏，
见图 2。
造成锅炉管道磨损主要是由于灰粒、煤粉气流、
漏风或吹灰器工作不正常时发生的流体冲刷及直流燃
烧器切圆偏斜导致的。水冷壁管磨损成因分析如下 ：
（1）锅炉燃烧使用的煤粉质量不高，煤粉粒度过
大，动能就大，快速流动的煤粉粒、未完全燃烧的颗
粒和烟灰对水冷壁冲刷严重，使金属管外微量金属被
剥离，引起管壁变薄。煤灰浓度越大，流速越高受热
面的磨损就会越严重，久而久之造成水管泄漏。
（2）部分电厂使用的锅炉结构本身有一定的问题，
锅炉内部在装配的过程中不符合规定和相关的要求，
安装时焊缝上下重叠，凹凸不平等原因造成壁面粗糙，
图 2 山西某电厂 #4 炉水冷壁爆管
很容易在运行中导致水冷壁管严重磨损。一般循环流
2.4 炉管焊接质量不良等形成爆管
化床锅炉水冷壁管虽然普遍存在磨损现象，但年磨损
山西某电厂 600 MW 锅炉水冷壁采用 T22/13Cr
量较小，属于均匀磨损。
Mo44 的钢材，对焊接的工艺水平要求较高，如果存
（3）磨损的另一个原因是燃烧器的安装不当或损
在焊接质量不良或焊接缺陷，则会产生焊接裂纹。焊
坏，从而造成燃烧器周围管壁磨损。在一次风粉混合
接裂纹是在应力和高温下金属产生破裂所引起的一种
物中，煤粉含量大约为 200~700 g/kg 空气，当一次风

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