锅炉水冷壁泄漏的原因分析和预防措施

锅炉水冷壁泄漏的原因分析和预防措施

柳俊峰

内蒙古包头铝业热电厂  内蒙古包头市014046

摘要：锅炉水冷壁作为锅炉的关键部件，其运行状态直接影响到整个锅炉的安全性和经济性。然而，由于水冷壁所处环境的复杂性，泄漏问题时有发生，给火电厂的安全运行带来了极大的威胁。本文将从水冷壁泄漏的原因入手，分析以下问题进行分析研究，并提出相应的预防措施，以减少水冷壁泄漏的发生，确保锅炉的安全稳定运行。

关键词：锅炉水冷壁；泄漏原因；预防措施

1、引言

锅炉水冷壁是锅炉的主要受热面，其通过水的循环带走炉膛内产生的热量，是锅炉汽水循环的关键。然而，水冷壁在运行过程中可能会因各种原因发生泄漏，这不仅会影响锅炉的正常运行，还会对电厂的安全生产造成严重影响。因此，对锅炉水冷壁泄漏的原因进行深入分析，并提出有效的预防措施，对于保障电厂的安全稳定运行具有重要意义。

2、锅炉水冷壁泄漏的原因分析

2.1、运行中水循环不畅导致的局部过热:水循环不顺畅是导致锅炉水冷壁泄漏的主要原因之一。当水循环不畅时，水冷壁内的水流速度降低，导致水冷壁管内壁温度升高，进而引发管壁材料的热疲劳和腐蚀。此外，水循环不畅还可能导致水冷壁管内的水垢和杂质沉积，进一步加剧管壁腐蚀和泄漏的风险。

2.2、水质不良引起的结垢、腐蚀加速: 水质不合格也是导致锅炉水冷壁泄漏的重要原因。当锅炉用水中含有过多的氧、碱、硅酸盐等物质时，会加速水冷壁管内壁的腐蚀速度。同时，水中的杂质和悬浮物还可能堵塞水冷壁管内的流通通道，影响水循环的顺畅性，从而增加泄漏的风险。

2.3、检修不当:在检修过程中，如果维修人员操作不当或使用不当的工具，可能会对水冷壁管造成机械损伤或焊接质量不佳等问题。此外，如果检修过程中未能及时发现和处理水冷壁管内的腐蚀、磨损等问题，也可能导致泄漏事故的发生。

2.4、高温高压工况：锅炉运行时，水冷壁承受着高温高压的热力作用和机械应力的双重影响。高温、高压工况下，冷却水在炉膛内的流动受到限制，进一步加大了水冷壁的应力，从而引起裂缝和泄漏1。

2.5、腐蚀和应力释放：腐蚀是锅炉水冷壁泄漏的另一个重要原因。腐蚀主要包括管外腐蚀和管内腐蚀两种。管外腐蚀主要发生在水冷壁管外壁与炉内烟气的接触面上，当燃用高水份、高硫份煤时，水冷壁管外因接触SO2、SO3或H2S气体引起腐蚀。管内腐蚀一般是水质不合格引起，常见的管内腐蚀有氧腐蚀、酸腐蚀、碱腐蚀和氢腐蚀等。氧腐蚀是给水含氧量超标引起，其金属表面有皿状蚀坑。腐蚀会导致水冷壁管壁减薄，降低其承压能力，从而引发泄漏。在高温腐蚀作用下，管子外壁减薄后，焊口区域在启、停机过程及运行中应力不断释放，最终发生裂纹而泄漏。

2.6、积灰和腐蚀：受热面积灰和腐蚀也是导致水冷壁泄漏的原因之一。烟速过低和吹灰效果不佳造成受热面集灰，以及尾部烟道漏风，造成腐蚀。

2.7、吹灰器和安装问题：吹灰器的安装角度不合适或操作不当会损坏水冷壁，长期吹灰磨损也可能导致吹灰器内部泄漏。

2.8、燃烧工况的影响：在锅炉运行过程中，由于燃烧调节不当、燃烧中心实际切圆直径大或切圆偏离中心等原因，会导致煤粉气流对水冷壁产生冲刷和磨损。此外，由于水冷壁在工作过程中，燃烧组织不当或空气动力场不稳定容易造成结焦，焦渣掉落或除焦方法不当，也会造成水冷壁的磨损。长期超负荷或低负荷运行，大焦块掉落砸坏管子、管壁被打焦棍磨损或设备本身存在缺陷等因素，也会加剧水冷壁的磨损程度。

2.9、疲劳受损

疲劳受损是由于水冷壁在交变应力的作用下产生的累积损伤。在锅炉运行过程中，水冷壁会受到来自工质、烟气和炉膛火焰的交变应力作用。当这些交变应力的频率和幅值达到一定程度时，就会导致水冷壁管壁的疲劳损伤。疲劳受损会导致水冷壁管壁出现裂纹和孔洞等缺陷，从而引发泄漏。

3、锅炉水冷壁泄漏的预防措施

3.1加强水循环管理：加强水循环管理是预防锅炉水冷壁泄漏的重要措施之一。可以通过优化水循环系统设计、加强水质管理、定期清洗水冷

壁管等方式来提高水循环的顺畅性。同时，还可以采用先进的技术手段来监测水循环状态，及时发现并处理水循环不畅的问题。

3.2、提高水质标准：提高水质标准是预防锅炉水冷壁泄漏的重要措施之一。可以通过加强水质监测、采用先进的水处理技术、优化水处理方案等方式来提高水质标准。同时，还可以加强对水质的监督和管理，确保锅炉用水符合标准要求。

3.3规范检修操作：可以通过制定严格的检修规程、加强检修人员的培训和管理、使用合适的检修工具和设备等方式来规范检修操作。同时，还可以加强对检修过程的监督和检查，确保检修质量符合标准要求。

3.4、保护受热面：保持锅炉受热面状态良好，形成良好的保护膜，防止受热面在安装使用的时候受到的腐蚀以及金属氧化物在其表面的沉积。

3.5、加强水循环处理：针对水循环不畅引发的泄露问题，降低其发生次数。电厂有设专人负责检查，而在酸洗除垢时要严格控温在规定范围内。

3.6、控制启动、停止次数和频度：减少锅炉的频繁启停，以减轻水冷壁的应力循环，从而减少泄漏的发生。

3.7、提高烟气流速和吹灰效果：适当提高烟气流速，检修吹灰器使其正常工作，杜绝受热面管子的泄漏。

3.8、保证焊接质量：保证焊接质量，采取有效措施防止腐蚀和外壁磨损，消除管子的附加应力。

3.9、疲劳受损：在运行中应尽量避免大幅度的变负荷，‌减少压力和温度波动，‌以降低部件因承受交变载荷而断裂的风险。锅炉上水时减小给水与汽包壁温差。在锅炉点火前记录各膨胀指示器，防止膨胀不好产生大的热应力。对于管件焊接，‌应避免咬边、‌实施圆滑过渡降低应力集中，‌以确保焊接质量，‌避免因焊接质量问题导致的爆管事故

3.10、提高人员管理水平：提高人员管理水平。通过培训提升员工技能，确保员工了解水冷壁的重要性、操作要点和应急措施。实施绩效考核，确保员工履行职责。建立沟通机制，鼓励员工提出建议和意见。优化运行管理，合理调整运行参数，避免超温超压。加强水质管理，防止结垢。可以提高水冷壁的安全性和可靠性，确保锅炉高效稳定运行。

五、结论与展望

锅炉水冷壁泄漏是电厂运行中常见的问题之一，其原因复杂多样。通过加强水循环管理、提高水质标准、规范检修操作和优化锅炉设计等措施，可以有效地降低锅炉水冷壁泄漏的发生率，提高电厂的运行安全性。因此，在电厂的生产过程中，应加强对锅炉水冷壁的维护和管理工作，确保电厂的安全稳定运行。