案例分析锅炉水冷壁爆管的故障原因
锅炉水冷壁爆管原因分析及解决措施
锅炉水冷壁爆管原因分析及解决措施发布时间：2021-09-23T03:27:35.850Z 来源：《当代电力文化》2021年第14期作者：尚李超[导读] 针对煤粉锅炉在运行过程中出现的水冷壁爆管事故尚李超华电新疆发电有限公司昌吉分公司新疆 831100摘要：针对煤粉锅炉在运行过程中出现的水冷壁爆管事故，从锅炉运行飞灰磨损、水冷壁管屏和炉膛蒸汽吹灰等各方面进行原因分析，全面对炉膛蒸汽吹灰器附近区域的水冷壁管壁进行壁厚测量，制定相应的换管和喷涂处理等检修措施，保证锅炉的安全稳定运行。
关键词：水冷壁磨损；爆管；吹灰器；防磨；壁厚引言水冷壁是发电厂锅炉的主要受热面部分，由数排钢管组成，布置在燃烧室四周。
内部为流动的水或蒸汽，外部接受锅炉炉膛火焰的热量。
水冷壁的主要作用为吸收燃烧室的辐射热，使水受热而产生饱和蒸汽；保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏；同时水冷壁还起悬吊炉墙的作用。
1工程概况某厂4#、5#、6#锅炉是我单位锅炉480t/h的循环流化床锅炉，锅炉东、西两墙是237根（宽度：18120），南北两墙是98根（7492），水冷壁管Φ51×5，炉膛布风板以及布风板往上到标高14555是浇注料区域，之后间隔800是第一道防磨梁、间隔1000是第二道防磨梁、间隔1200是第三道防磨梁，每道防磨梁宽度是120，三道防磨梁之间用的是金属喷涂用来防磨，也就是说这“三道防磨梁+金属喷涂”是用来防止水冷壁管磨损的方法和措施，平时锅炉停炉常规测厚这三道防磨梁间隔3m区域的区间测厚都在4.6~5.0之间，不过在锅炉运行的过程中，6#炉频繁发生爆管都是在炉膛后墙（东墙）第三根防磨梁之上（标高17555~23555之间），炉膛后墙标高17555往上6m左右存在磨损现象，而且还存在偏磨现象，水冷壁中心线北侧的水冷壁管偏向北侧出口烟道磨损，水冷壁中心线南侧的水冷壁管偏向南侧水平烟道磨损，4#炉停炉、5#炉停炉也存在这个现象最低点是3.6，大部分都是在（3.8~4.2）这个区间，足以可见后墙受到了磨损，原来设计的煤粉的发热量是5000大卡，现在变成了4200大卡左右。
水冷壁管爆管的原因
锅炉水冷壁管爆管的原因锅炉是一种承压、受热，有爆炸危险的特种设备。
在运行时会因为操作和管理不当而出现各种事故，其中水冷壁爆管是低压锅炉较常见的一种事故。
水冷壁位于燃烧室直接受高温烟气的辐射和火焰冲刷，很容易引起管壁温度升高，过热变形，继而发生爆管事故。
在锅炉各类受压元件破坏事故中，水冷壁爆管事故居第一，所占比例超过锅炉事故总量半数以上。
一、锅炉水冷壁爆管的现象1、爆管不严重时,从破裂处有蒸汽喷出的声音;严重时,有明显的爆破声,炉膛成正压,蒸汽和烟气从门、孔大量喷出.2、水位、汽压和烟气温度明显下降.3、给水流量增加,蒸汽流量下降.二、锅炉水冷壁管爆的原因1、锅炉由于使用时间长,管壁在高温烟气烟灰的冲刷下减薄严重,因而不能承受锅炉内压而爆管。
2、锅炉停炉检修时,由于检修人员不小心,遗留了小型工具、铁块以及其它异物在锅内,当锅炉运行后,锅内汽水翻腾,将这些杂物带进管内卡住,导致水循环破坏而爆管。
3、锅炉正压燃烧,不仅可烧坏炉墙和保温层,更重要的是炉膛温度升高,被高温火焰偏烧侧的管壁温度增高,当管壁不能承受高温时而过热爆管。
4、给水中有氧气、二氧化碳腐蚀性杂质,管壁被腐蚀减薄,另外，当锅炉压火或停炉后,烟垢中的硫在低温状况下对管壁产生腐蚀,从而引起爆管。
5、锅炉水处理不好,水质不合格,导致管内结垢严重。
由于管壁结垢后,传热效果不好,管壁得不到很好的冷却,造成管壁温度升高而过热胀粗爆管。
6、锅炉运行时,由于长时间不排污,使得排污管堵塞,集箱内水垢泥渣大量堆积,破坏了水冷壁管水循环,造成管壁温度升高,在得不到冷却的情况下而过热爆管。
7、锅炉用碱煮炉后,没有打开人孔和手孔清除垢块,使得脱落的垢块堵塞在管内,导致水循环不畅,管壁过热而爆管。
一起电站锅炉水冷壁管爆管原因分析
表 3 力学性能试验数据
位置 向火侧 背火侧
GB5310-95
抗拉强度σb / MPa 473 409
410-550
伸长率δ5 / % 28 26
≥24
断面收缩率Ψ/% 53 57
五、材质分析 采用定量光谱分析仪，对水冷壁管进行化学成分定量元素 分析，分析结果显示，试样的化学成分符合 20 g 钢的技术条件要 求（标准 GB5310-95），水冷壁管的化学成分见表 4。
河南省锅炉压力容器安全检测研究院 娄旭耀 尹 路
一、概述 河南省中原大化集团有限责任公司 3#炉是 YG-130/11.5-M 型循环硫化床锅炉，2004 年 12 月安装开始运行，期间数次结焦 停炉。2011 年 1 月 16 日、2 月 7 日发生水冷壁两次爆管，事故照 片如图 1 所示。
水冷壁管外壁的金相组织为铁素体、珠光体和碳化物（图 2c）；背 火侧的水冷壁管金相组织为铁素体和珠光体（图 2d）。
求。因此，这两次爆管的原因不是超温而引起的。但是，由于爆 口处的珠光体形态在金属组织中明显，珠光体球化级别不高，金 属组织裂纹沿晶界由内向外发展，并且裂纹附近的珠光体组织 有明显的脱碳现象。在向火侧管子的内壁有大面积腐蚀区域， 该部位金属组织脱碳现象更为突出。送检的三根爆管附近向火 侧的水冷壁内壁均存在严重的溃疡状腐蚀坑，而且向火侧比背 火侧的管壁薄，在腐蚀坑底部基本没有腐蚀产物的附着。结合 水冷壁管爆口的宏观形貌及微观金属组织分析，比较符合沉积 物下碱性腐蚀的特征而导致的脆性开裂。在锅炉正常运行条件 下 ，水 冷 壁 管 内 金 属 表 面 上 常 覆 盖 着 一 层 致 密 的 金 属 氧 化 膜 （Fe3O4膜），使锅炉不容易遭到腐蚀，金属氧化膜是表面金属在高 温炉水中形成的。
热水锅炉水冷壁爆管事故分析及解决方案
２爆 管 原 因 分 析
在运行 过程 中受热 的水冷 壁管 吸收热 量 后传给管 内的水使锅水温度 上升。水 冷壁管 受 热 面 水 侧 的 锅 水 吸 热 产 生小 气 泡 ，并 向管 子 中 心部位汇集 ， 管壁 始终保持有流动 的水膜 ， 受 使 热面管的温度保持在金属材料 允许 的温度 范围 内， 使受压元件不会因过热 而损坏 。 由于进入锅炉 的水未经 任何 处理 ， 致使 大 量泥沙被带 人锅炉 ， 积 于锅筒 、 箱底部 ， 沉 集 集 箱 中的泥渣沉积尤为严重 ，泥渣 占据 了集箱 近 三分之二的容积 ， 使集箱流通截面积减少 了近 ６ ％，水 冷 壁 管 的 下 口距 泥 渣 只 有 约 ４ ｒ 的 ｏ ７ｍ ａ 空 间 ， 种状 况使 水 循环 受 到很 大 阻碍 ， 这 当水 侧 产生的气 泡便 很快在管 内聚集而变成 大气泡 ， 这些停滞的大气泡在 管内形成 汽塞 ，汽塞处 管 壁的水膜 被破坏 ， 管壁得不 到水膜 的冷却保护 ， 壁 温 很 快 升 高 ，汽塞 达 到一 定 程 度 后 会 突 然 上 升消失 ， 锅水 迅速 占据原 汽塞位置 ， 使此处管壁 被水冷却 ， 壁温急剧下 降 ， 产生温差 应力 ， 此 如 周而复始 ， 金属产 生热疲劳 。 使 爆管裂 口处 的很 多细小裂纹 ，就是反复发生汽塞使金属发生热
１ 况 概
我县某单位有～ 台 Ｋ Ｌ１ — ．／５７ 一 Ｚ ． ０７９ ／０ Ａ１ ４ Ｉ 型热水锅炉在运行时发现右侧外包铁皮下部从 里 向外 流 水 。 司 炉 人 员 打 开 左 侧 观 火 门 发 现 右 侧 水 冷 壁 管 出 现 漏 水 ，水 流 到 炉 排 上 造 成 局 部 炉火熄灭 ， 随即紧急停炉。 该炉使用压力为 ｏ４ ａ锅炉 右侧前 数第 ．ＭＰ ， ９根 水 冷 壁 管 上 部 距 离 弯 曲 起 点 约 ２ ０ ０ ｍｍ 处 爆 管 漏 水 。 爆 破 口 为 周 向 裂 口 ， 裂 口 长 约 ２ ｒｍ， 口最 宽处 ３ ｍ， 口的上 、 部位 有 ５ ａ 裂 ａ ｒ 裂 下 十几条明显的细小裂纹。锅 筒水侧 底部泥渣沉 积 约 ２０ ０ ｍｍ，集 箱 水 侧 底 部 泥 渣 沉 积 约
锅炉水冷壁爆管的原因分析及对策探究
造成不必要的经济成本浪费和安全隐患。就此， 我们应当及早做好 爆管泄漏 的出现 ： ② 在燃烧过程 中， 因氧 气量不足 、 燃烧不充分 、 燃烧 时 泄漏， （ １ ） 防止 内壁 的腐蚀 ： 严格按 程序走 ， 对使用 水质进行 化学技 术监 督， 避 免水质不合格腐蚀内部 。①定期对锅炉进行人工和机 械除垢 ， 根据 锅炉垢量、 垢 型 和运 行 周 期等 ， 合 理清 洗 保 养 ， 彻 底 冲 洗 附在 水 冷 壁 管 上
大课题 。 本文就锅炉水冷壁爆管 的现状 ， 简要的进行原 因分析 ， 并从管理层面对锅炉水冷壁爆 管的预 防及处理进行 了探讨 ， 以供参考 。
关键 词 ： 锅炉水冷壁 ； 爆管泄漏 ； 火 电站 运 行
水 冷壁作为锅炉受热强度 最大的部件 ，主要作用 是吸收炉 内辐 射 热， 将水加热成饱和蒸汽， 是锅炉契税循环的关键 。由于锅炉冷水壁既承 受着内部高温高压作用 ， 又受外部烟气和煤尘等 的侵 蚀， 久而久之容 易
ｌ 锅炉 水冷 壁爆 管的原 因分析
壁 受 到炉 膛 火 焰 的辐 射 热 ， 短 时间 急 剧 过 热 ， 严重超温情况下 ， 管 子 力 学
塑 形 变 形 等 导致 爆 破 。有 时 也会 因异 物 堵 塞 水冷 壁 管 ， 造 成 管 锅 炉 水 冷 壁 爆 管 泄 漏 的 原 因是 多 方 面 因 素 综 合 造 成 的 ， 从 锅 炉 长 时 性 能下 降 、 水冷壁 管不能及 时得到冷却 ， 短 时急剧过热造 成材料 间超高温 运行环境到 ２ ４ ｈ不 间断超负荷的工作 ， 都是导致水冷壁爆管泄 内介质流动不畅 ， 漏 的 原 因 。其 中磨 损 、 腐蚀、 过热、 疲 劳 受 损 是 导 致 水 冷 壁 泄 漏 的 主 要 原 的 高温 强 度 降 低 ， 从 而 引起 瞬 间 破 裂 。
案例分析锅炉水冷壁爆管的故障原因
案例分析锅炉水冷壁爆管的故障原因
案例背景：
某公司一台150吨锅炉投运二个多月后，运行人员发现炉膛突暴2542pa正压（范围为负100Pa负200Pa），伴随着锅炉汽包水位下降，炉膛内有气流声。
判定为爆管
1.5米，
1
2
3
原因分析：
随后把水冷壁下集箱的手空盖打开后发现有许多块状金属物，证明水冷壁下集箱有杂物影响水循环流量、产生汽阻的判断是有正确的。
造成水冷壁下集箱有杂物的原因是：锅炉在清洗过后，把水冷壁、过热器、集
箱等内壁上的铁锈等杂物没有排掉，该锅炉在清洗后又长时间（1个多月，时间实在冬天）没有开车，造成杂物凝结成块状。
处理方法：
1
2
3。
一起锅炉水冷壁爆管原因分析及防范措施
一起锅炉水冷壁爆管原因分析及防范措施1、前言2012年8月24日，达钢SLG-75/9.8-QG燃高炉煤气高温高压过热蒸汽锅炉发生了一根水冷壁爆管事件，公司即派人前往现场处理。
该燃煤高温高压过热蒸汽锅炉自安装后已经运行了10个多月，经过停炉检查，发现爆管位置发生在标高6.890高炉煤气燃烧器上方高度1米处，系后墙左边一侧第3根管，在标高8米左右的位置。
2、爆管情况及金相分析2.1爆管破口及截断管口观察爆管部位呈窗口形破裂（见图一），水冷壁管在爆裂之前，爆口有微弱鼓包现象；爆口边缘较钝并且减薄较多，爆口周围有与爆口相平行的细小的裂纹，窗口形长边沿水冷壁管轴线方向，爆口向火面表面有热负荷较高产生过热和火焰燎烧痕迹。
这种状况属于长期过热造成的破坏，水冷壁管的爆破，正是管径在减薄处超过了极限的结果。
图一现场割断水冷壁管后，发现发生爆管的管子保留部分管口内侧有氧化皮夹层（见图二），而且特别明显。
图二该爆管位置处于炉膛热负荷较高区域，爆破管向火侧内壁也有明显的暗红色腐蚀物（见图三）。
图三2.2爆破管的管径变化情况经查看切割下的爆管部位管子，发现向火面管壁减薄较为严重。
经过测量，管壁减薄处厚度不到3mm，越接近燃烧器位置管壁厚度也变得越薄，最薄处管壁厚度只有2.8mm。
爆管部位切割段上口测量尺寸外径由60mm变为61mm，内径为52.7mm；下口测量尺寸外径由60变为61mm，内径为53.1mm，证明水冷壁管内侧受到腐蚀，造成壁厚减薄。
管径肉眼观察无明显胀粗，管段无明显塑性变形，且管子胀粗率为 1.7%，低于水冷壁管的允许胀粗率3.5%。
2.3金相试验分析我们在爆管管子上取了3个样，编号为#1、#2、#3，#1样为爆口处有过烧和微裂纹的管子，#2样为爆口附近壁厚明显减薄的管子，#3样为距离爆口150mm以上、背火侧的管子。
2.3.1 #1样情况：①钢管外壁呈现全脱碳和氧化，组织为铁素体，且铁素体长大。
有晶界烧化现象（即过烧），呈现鱼骨纹。
锅炉水冷壁爆管的原因及处理措施
锅炉水冷壁爆管的原因及处理措施【摘要】锅炉是在电力公司中担当着重要的作用，也是民用取暖的热能供给源。
锅炉设施的正常运行是企业生产、民用取暖的基本保障。
但是，由于锅炉的长期不间断的运行，其薄弱环节水冷壁常发生爆管现象，影响电力企业的正常生产，同时给人们的生活和经济财产带来巨大的威胁。
因此，本文针对锅炉水冷壁出现爆管现象原因进行了详细分析，并提出了解决此问题的相应措施，降低锅炉水冷壁爆管率，保证电力企业锅炉站正常运行。
【关键字】锅炉；水冷壁爆管；处理措施1 前言电气化设施的使用是人类步进电气化时代的主要标志。
电力工业在国民总体经济水平增长中扮演着重要的角色，社会的发展与电力工业的进步密切相关。
锅炉站是电力公司输出电能和能量的基本载体，其安全、正常运行，对国家及区域的社会稳定都有一定的影响。
由于锅炉的长时间处于高温、高压状态，很难保证锅炉不发生事故。
一般情况下，锅炉的水冷壁、再热器管、省煤气管和过热器管等“四管”常出现爆管现象，也是锅炉设备中的薄弱环节，因此将制约着锅炉站的整体正常运行。
“四管”爆裂事故不仅仅带来锅炉设施的停产，同时给区域经济和人们生活带来巨大的损失，对维持社会的稳定带来巨大的威胁。
其中，锅炉水冷壁爆管率是四种事故中最常见的，也是最容易出现事故的薄弱环节。
锅炉水冷壁爆管处的形貌特征如下图1所示，（1）水冷比管外表面（2）水冷壁管内表面图1 水冷壁管爆管处内外管表面特征锅炉水冷壁在锅炉整体设施中的作用可以概括为三点：（1）吸收锅炉燃烧室内辐射出来的热量，辅助完成水冷壁管内水的气化任务；（2）降低锅炉炉膛内侧炉体温度，可以避免炉体内侧出现结渣现象，实现对炉体内侧的保护，同时，水冷壁的冷却作用，在炉体结构设计过程中可以适当降低炉体壁厚，降低材料需求量，降低整体经济成本；（3）对于采用水冷壁的锅炉结构比采用对流管的锅炉结构简单，大大降低材料的需求量。
虽然锅炉水冷壁常出现爆管现象，但其在锅炉设施中扮演着不可或缺的重要作用。
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案例分析锅炉水冷壁爆管的故障原因
2014-05-27筑龙暖通
案例背景：
某公司一台150吨锅炉投运二个多月后，运行人员发现炉膛突暴2542pa正压（范围为负100Pa负200Pa），伴随着锅炉汽包水位下降，炉膛内有气流声。
判定为爆管事故，随即紧急停炉。
常规检查：
进入炉内进行检查，发现爆管位置在后墙水冷壁，右侧炉膛出口下部约1.5米，右起第23根管子，有一爆口长约90mm，最宽20mm；在爆口下部100mm 处，有竖向拉伸裂纹，裂纹长度约350mm，管厚4.6mm（图纸要求5.0），且该处的管子有涨粗现象；该管子表面呈黄色，有氧化皮层。
俩旁管子受高压水冲刷，有不同程度凹陷。
就爆管故障形态分析，可能产生原因有：
1、是该管内有杂物，影响水循环流量，致使管内产生汽阻，造成管子过热爆管；
2、是管子在生产、运输、安装等过程中受到损伤，运行中缺陷扩大形成爆管。
3、管道材质有可能存在缺陷。
原因分析：
随后把水冷壁下集箱的手空盖打开后发现有许多块状金属物，证明水冷壁下集箱有杂物影响水循环流量、产生汽阻的判断是有正确的。
造成水冷壁下集箱有杂物的原因是：锅炉在清洗过后，把水冷壁、过热器、集箱等内壁上的铁锈等杂物没有排掉，该锅炉在清洗后又长时间（1个多月，时间实在冬天）没有开车，造成杂物凝结成块状。
处理方法：
1、进行换管处理。
把爆管处及微涨粗的管子进行换管。
2、两旁管子受冲刷的凹陷，打磨用氩弧焊补焊至平整。
3、管内清理杂物，建议把锅炉的水冷壁下集箱手孔盖打开清理（因锅炉酸洗后没有进行清理过），如不打开清理，细小的杂物有可能随蒸汽一起排出，对汽轮机造成更大危害。
经过清理，该锅炉已经运行至今半年。