锅炉水冷壁爆管的分析处理和防止措施
锅炉水冷壁频繁爆管原因的分析与预防措施
锅炉水冷壁频繁爆管原因的分析与预防措施摘要：本文主要从化学水质监督控制方面阐述了锅炉氢脆爆管的原因，并提出了改变给水所加的碱化剂；提高在线仪表配备率和准确率，减少垢下氢腐蚀，减少锅炉爆管频次，实现机组安全经济运行。
关键词：锅炉氢脆爆管碱化剂氢腐蚀在线仪表Abstract: This article mainly expounded from the aspects of chemical water quality supervision and control of hydrogen embrittlement of the boiler tube of the reasons, and put forward the change alkalify agent for feed water; Improve online instrument PeiBeiLv and accuracy, reduce the hydrogen corrosion, reduce boiler tube frequency, achieve safe and economic operation of unit.Keywords: hydrogen embrittlement of the boiler tube agent alkaline某电厂#6、#7锅炉为410t/h超高压自然循环燃煤汽包炉，#6、#7锅炉分别于2000年1月和3月投产发电。
从2012年12月20日开始#6、#7锅炉连续发生多次水冷壁氢脆爆管事故，导致锅炉频繁非计划停炉，严重影响了机组的安全运行。
一、爆管情况#7锅炉从2012年12月20日至2013年5月24日共发生3次水冷壁氢脆爆管，具体爆管时间及爆管位置如表1-1所示，爆口形貌如图7-1和图7-2所示。
表1-1：#7炉水冷壁氢脆爆管记录图1-1：水冷壁爆口形貌图1-2：水冷壁爆口形貌#6锅炉从2012年12月22日至2013年3月11日共发生7次水冷壁氢脆爆管，具体爆管时间及爆管位置如表1-2所示，爆口形貌如图7-3～图7-8所示。
超临界锅炉螺旋水冷壁爆管分析及预防措施
超临界锅炉螺旋水冷壁爆管分析及预防措施摘要：对某电厂超临界锅炉后墙水冷壁泄漏原因进行分析，从爆管外观、硬度检测、金相检验等多方面对爆管原因进行了分析，针对爆管原因提出了针对性的治理措施，对同类型超临界锅炉泄露防范和机组安全稳定运行有参考价值。
关键词：超临界锅炉；水冷壁；爆管；预防措施随着我国大容量、高参数火电机组的大量投产，因锅炉爆管引发的机组非计划性停机给发电企业带来一定的经济损失。
据统计，燃煤企业约有６０％的非计划性停机都是由于锅炉爆管引起。
所以锅炉爆管事故直接影响着发电企业的安全稳定运行和经济效益，降低锅炉爆管次数是降低发电企业非计划性停机、提高企业效益的有效措施。
一、爆管部位检查及试验分析某厂#2锅炉为660MW燃煤汽轮发电空冷机组配套锅炉，为超临界变压运行、单炉膛、墙式切圆燃烧方式、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、兀型全钢悬吊结构燃煤直流锅炉。
1.宏观检查。
#2锅炉投产后累计运行时间21000h，水冷壁爆管部位为锅炉后墙D层吹灰器DDl0右上方约3．5m、距#3角弯头焊口1．5m处。
爆口标高45m，距右墙最上层燃烧器8m，右墙水冷壁中间集箱下方2．5m。
图1为取自#2锅炉的水冷壁泄漏管段的爆口形貌，水冷壁规格为西38×7．3mm，材质为15CrMoG。
经宏观检查，爆口位于管段向火侧，纵向开裂长度约100mm，爆口最大开口处宽约25ram，呈扁喇叭口状，断面较为粗糙。
爆口边缘壁厚未见明显减薄。
爆El及其附近管段外表面的向火侧氧化皮比较明显厚，且存在数条相互平行的轴向裂纹。
图1爆口宏观形貌2.现场硬度检测。
采用HT-1000A便携式里氏硬度计对泄漏管段不同位置进行现场硬度检测，硬度检测结果见表1。
从检测结果可知，泄漏管段爆El处和近爆口（距离爆口0．5m处）的硬度为205HBLD，远高于DL／T 438--2016规定的正常值。
爆口斜下方5m处和水冷壁中间集箱下方0．6m处的硬度在DL／T 438--2016规定的范围内，但水冷壁中间集箱下方0．6m处的硬度已接近下限值，处于较低水平。
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。
锅炉水冷壁氢损伤爆管分析
锅炉水冷壁氢损伤爆管分析彭 程(大屯煤电公司发电厂,江苏徐州 221611)1 概 要大屯煤电公司发电厂3号机组B&W220/9.81MPa锅炉,于1992年5月投入运行。
该炉水冷壁管材质为20号钢,规格为d60mm×4.5mm。
在2000年4月大修进行水压试验时,4号角标高8m近燃烧器处的2根水冷壁管发生爆破,造成机组停运。
经分析认为该水冷壁管发生了严重的氢损伤,材质劣化造成爆管。
2 爆管原因分析2.1 宏观检查1号爆管的向火侧内表面腐蚀非常严重,外观呈黑褐色,内壁有d2mm～d6mm大小不等的腐蚀坑,深度最深处为3mm;爆口较小,为长径约d6mm的椭圆孔,边缘厚1.2mm。
管壁无明显变形,管径亦无明显胀粗。
着色后,破口边缘可见垂直于爆口边缘的裂纹。
背火侧无明显腐蚀,壁厚无明显减薄,厚度为4.2mm,无其它异常。
2号爆管和1号情况大致相同,只是爆口较小,约为d3mm,内壁有腐蚀坑,但深度较1号管浅。
2.2 断口试验断口试验可观察到断口属结晶状断口,断口处变形小,无明显“缩颈”现象,可确定为脆性断裂破口。
背火侧断口和向火侧断口有明显的区别,有“缩颈”现象,塑性明显,属韧性断裂。
2.3 爆管的常温机械性能试验割取爆管和爆管附近管段,对爆管的向火面和背火面分别取样进行常温机械性能试验,试验结果见表1。
其中,1、2号为爆管,3号为爆管附近管段。
表1 爆管向火面和背火面力学性能试验试样编号试样位置бs/MPa・mm-2бb/MPaδ/%Ψ/%1号爆管向火侧背火侧260.7479.3142.0276.2252号爆管向火侧背火侧347.1568.8217.3357.518253号炉管向火侧背火侧286.0454.7278.9292.624221132从表1可以看出,水冷壁管向火面金属的常温力学性能和塑性均比背火面有明显降低,且远低于20号钢的强度,说明向火面的材质已严重脆化。
2.4 腐蚀产物分析对爆管内壁腐蚀产物取样进行分析,结果如下:表2 垢样分析及炉水化学指标项目Cu2+/%Mg2+/%SiO2/%R2O3/%R2O5/%灼烧物/%数值13.180713.0416 3.725953.424211.0586 4.90602.5 断口的显微组织20号钢水冷壁的正常组织为铁素体加块状珠光体。
电厂燃气锅炉水冷壁爆管的原因分析及处理措施
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中国设备工程 2023.05 （下）
表1 水冷壁管（内螺纹管、光管）成分检验结果（w t，%）
分析元素C Mn Si Cr Ni Cu Mo 爆管1向火面0.200.770.190.0070.0040.050.010.050.0080.003爆管2向火面0.230.820.240.0080.0050.07
0.03
0.03
0.025
0.003
SA210 C-2019
≤0.35
0.29～1.06
≥0.10
≤0.035
图1 爆口位置1
爆口照片见图3、4。
水冷壁总貌，见图5、6。
2 事故原因分析
对爆口处及相邻管道进行成分复验及金相组织分析
图2 爆口位置2
图3 爆口1 图4 爆口2
图5 炉墙变形 图6 管壁涂层下呈氧化颜色
（1）启动初期，需尽早投入焦气，以减小烟气量
爆口1 向火面（B+F+P） 图8 爆口2 向火面（B+F+P）
查阅运行曲线，发现运行期间省煤器出口温度高于
汽包压力下的饱和温度，且出现汽包水位难以控制，减
温水量过大问题。
查阅设计图纸，汽包补水方式为省煤
器来水直接注入汽包下降管。
综合分析以上情况，得出结论：此次爆管原因为省
煤器出口工质发生汽化，导致下降管带汽，破坏水冷壁
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中国设备工程 2023.05 （下）。
水冷壁爆管事故预案
一、目的为确保锅炉在运行过程中一旦发生水冷壁爆管事故，能够迅速、有效地进行处置，最大限度地减少人员伤亡和财产损失，保障生产安全，特制定本预案。
二、适用范围本预案适用于我公司所有锅炉水冷壁爆管事故的应急处置。
三、事故定义水冷壁爆管事故是指锅炉水冷壁管因各种原因发生破裂，导致大量蒸汽和水进入炉膛或烟道，造成设备损坏、人员伤亡和环境污染的事故。
四、组织机构及职责1. 应急指挥部- 指挥长：公司总经理- 副指挥长：公司副总经理- 成员：各部门负责人、安全员、技术人员等2. 现场指挥部- 指挥长：生产部经理- 副指挥长：设备部经理- 成员：各岗位负责人、技术人员、应急队员等3. 救援小组- 指挥长：安全部经理- 成员：安全员、消防员、医护人员等4. 信息报送组- 负责事故信息的收集、整理和上报5. 后勤保障组- 负责事故现场的后勤保障工作五、应急处置程序1. 事故报告- 发现水冷壁爆管事故时，现场人员应立即向现场指挥部报告。
- 现场指挥部接到报告后，应立即向应急指挥部报告。
2. 启动预案- 应急指挥部接到报告后，应立即启动本预案，并通知相关部门和人员。
3. 人员疏散- 现场指挥部应立即组织人员疏散，确保人员安全。
4. 事故处理- 关闭锅炉进水阀门，停止向锅炉供水。
- 打开锅炉放水阀门，降低锅炉压力。
- 启动备用水泵，确保锅炉水循环。
- 对破裂的水冷壁管进行封堵或更换。
- 检查锅炉其他部位，确保无其他泄漏。
5. 事故调查- 事故发生后，应急指挥部应组织事故调查组，查明事故原因，并提出整改措施。
6. 信息发布- 事故处理结束后，应急指挥部应及时向公司领导和相关部门汇报事故情况。
六、预防措施1. 定期对锅炉进行维护保养，确保设备安全可靠。
2. 加强对操作人员的培训，提高其安全意识和操作技能。
3. 严格执行操作规程，防止人为因素导致事故发生。
4. 加强对锅炉水质的监测，确保水质符合要求。
5. 建立健全应急预案，定期进行演练。
垃圾焚烧余热发电锅炉隔墙水冷壁爆管事故分析与对策
垃圾焚烧余热发电锅炉隔墙水冷壁爆管事故分析与对策近年来，城市化的快速发展，也产生了大量的垃圾，这些垃圾的处理成为当前环保部门、城建部门等关注的重点问题。
随着可持续发展理念的推进，传统的垃圾填埋等方式已经无法达到环境保护的需求，焚烧处理时会产生大气污染等，當前，新型的垃圾焚烧余热发电处理方式实现了对垃圾的无害化处理与资源化利用。
但是，锅炉隔墙水冷壁爆管事故极为常见。
基于此，本文分析了垃圾焚烧余热发电锅炉隔墙水冷壁爆管事故的原因与对策，有利于提高垃圾发电锅炉运行的安全性。
标签：垃圾焚烧;余热发电;水冷壁;爆管事故;对策近年来，经济社会的快速发展，使得垃圾量逐年增加，如果不及时对垃圾加以处理等，就会导致土地资源的占用、环境的污染与破坏等，因此，垃圾的处理成为当前经济社会发展中需要重点关注的问题。
垃圾焚烧余热发电实现了垃圾的资源化利用，通过这种处理方式，创造了巨大的经济社会价值。
但是，此种处理方式下，锅炉隔墙水冷壁爆管现象的出现严重影响了其处理效果，造成了巨大的损失，因此，必须加强对此问题的分析与处理，采取必要的控制措施。
1、垃圾焚烧发电概述垃圾焚烧发电是当前应用较为普遍的垃圾处理方式，其在应用中，需要对各种垃圾加以分类处理，对于垃圾中存在的燃烧值较高的垃圾加以焚烧处理，此种处理方式有效消灭了病原性生物与腐蚀性有机物的存在，而其燃烧产生的热量经由锅炉加热，最终产生的高温蒸汽可以推动涡轮机的转动，进而产生电力资源。
而对于不能燃烧的有机物垃圾等，可以经由厌氧、发酵处理，随后经由干燥脱硫、甲烷等，使得其实现热能向蒸汽的转化，从而有效推动了涡轮机的转动，产生了电能资源。
这种垃圾处理方式更为科学与高效，具有明显的环保性与经济性，实现了垃圾的资源化利用。
2、检验对策与分析2.1壁厚测定与分析以某地区的垃圾焚烧余热锅炉发电过程来看，当其发生锅炉隔壁水冷壁爆管事故以后，有关人员要立即进行相关事故原因的分析，首先检查爆裂管的管壁厚度，对爆裂管段加以测量，其最小壁厚为2.9mm，此种情况说明管壁存在局部的减薄现象，而破口的最小管壁在1mm以内，存在局部鼓包现象，断面最小壁厚在1.5mm左右。
某热电厂水冷壁管泄漏原因分析及应对措施
某热电厂水冷壁管泄漏原因分析及应对措施摘要：本文将结合某热电厂循环流化床锅炉发生的水冷壁爆管案例，通过宏观检验、壁厚检测、成分分析等试验方法，分析得出水冷壁管道泄漏失效的原因为垢下氢腐蚀，提出针对性措施及建议，保障机组安全稳定运行。
关键词：热电厂、水冷壁、垢下腐蚀、分析、措施水冷壁是锅炉的重要组成部件，作为吸收炉膛高温火焰或烟气辐射热量的主要受体，其工作环境相对恶劣，在运行过程中极易发生故障而影响锅炉安全稳定运行[1]。
本文所提及的锅炉由无锡华光锅炉股份有限公司设计及供货，2019年投运，设计额定蒸发量为300t/h，蒸汽压力13.7MPa(g)，蒸汽温度545℃，为高温超高压带再热器设计，单锅筒横置式，单炉膛，自然循环，全悬吊结构，全钢架Π型布置。
炉膛采用膜式水冷壁，前后墙水冷壁各有149-Ф60×7，两侧墙水冷壁各有76-Ф60×7根管子，管道材质均为20G/GB5310。
一、锅炉水冷壁泄漏事件分析2023年1月15日，该锅炉因水冷壁突发爆管而紧急停炉，经检查发现爆管水冷壁位于前墙第55根（高度位于卫燃带以上75CM处），爆管爆口位于向火面靠鳍片位置，且对相邻一根水冷壁管外壁形成了高压水冲刷痕迹。
参照《火力发电厂金属技术监督规程》（DL/T 438）等标准规范以及同类型电厂类似案例[2]，通过外观检查、金相分析、能谱分析、硬度检测等试验内容对该管道失效原因进行分析。
图1：水冷壁管宏观形貌1.1宏观检查分析对锅炉泄漏水冷壁进行割管，整体宏观形貌如图1所示，呈纵向的脆性断裂形貌，外表面有疑似氧化皮的壳状物质剥落，将该管段纵剖观察内壁，爆口周围存在大量坚硬的红褐色垢层，爆口处壁厚减薄，为大块垢脱落后的腐蚀坑形貌，在坑底存在纵向的开裂。
1.2金相检查在爆口处制取金相试样，观察横截面，发现在靠内壁的半个厚度区域内均分布着大量的微裂纹。
浸蚀后观察，外壁疑似氧化皮的壳实际为喷涂层，靠外壁处的组织为“珠光体+铁素体”，未见明显球化，而靠内壁处组织中珠光体完全消失，晶界分布了大量微裂纹（图2）。
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锅炉水冷壁爆管的分析处理和防止措施
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锅炉水冷壁爆管的分析处理和防止措施
1 概况
我市某香料化工厂一台DZL什1.25 — AH型蒸汽锅炉2002年10月 投用
后，不到一年时间就发生了水冷壁爆管。 2003年 8月 11 日现场检 查，笔者发
现爆破口位于右侧炉门旁第 11 根水冷壁管的弯曲部位 (该炉 为偏锅筒，结构紧
凑，炉膛布满水冷壁，故在炉门处采用弯管以防遮挡 炉门口 ) ．爆口为纵向破
裂． 其断面较为锐利。 管内壁附着层厚约 0.5mm 的薄垢破口的上下两头堵满片
状散垢． 与该管相连的右侧集箱有大量脱 落的散垢堆积，锅筒底部也有少量的
散垢渣杂。
2 原因分析 笔者认为水循环故障是导致该水冷壁管短期过热爆管的主要原
因。
(1) 该炉为自然循环锅炉。不同温度的工质具有不同的重度，其差 异形成
的推动力是水循环的动力， 即工质在下降管中的重度比在水冷壁 中的大，其差
异形成的动力克服了工质上升和下降的流动阻力，这样就 利用其自然特性形成了
水循环。工质在循环中吸收受热面壁的热量，既 降低了受热面壁的温度，防止受
热面壁超温，保证受热面的使用寿命， 又成为具有一定品质的蒸汽，从而使锅炉
的功能得以实现。
(2) 该炉在运行过程中， 因水处理工作的不规范而产生的水垢渣块， 堆积
在锅筒底部， 在水循环动力的作用下， 随锅水一起被吸入下降管中， 并被带到
集箱，其中质量较重、颗粒较大的散垢杂在重力、惯性的作用 下，沉积在集箱底
部，并用不断堆积成小山丘状，从而减少了工质进入 水冷壁管的流通面积，据流
体力学理论可知，此处工质的流速增大，静 压减少，导致水冷壁管进口压力降
低，水循环减弱。
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(3) 随下降管锅水带入集箱的水垢渣中质量较轻，呈薄处状的散 垢，会漂
浮在流动的锅水中，随着水循环从集箱进入水冷壁管中．当流 动到水冷壁管的弯
曲部位时，在散垢重力和摩擦阻力的作用下，开始停 滞积聚在该处，这样一方面
使锅水的流动阻力进一步增大，工质的流速 趋缓；另一方面随着散垢数量的不断
增加，水冷壁管中的流通面积不断 减小，直至完全堵死。这样，该处的工质流速
逐步趋于零，即产生了水 循环停滞现象，这时，该水冷壁管处于膜式沸腾，其弯
管部位处于干烧 状态，从而导致管壁温度急剧升高，形成短时过热爆管。
3 修换处理
因该水冷壁管爆管除弯管部分存在破口和不同程度的胀粗外， 其它 部分未
见异常，故决定割换变形的管段。根据有关规范、技术标准的要 求，割换管段的
起止部位选在直管段上，为从变形弯管的两端弯曲起点 向上和向下各延伸50mm
割换管段的实长约720mm原水冷壁管采用符 合 GB3087的 20#管，规格 巾
57mM 3.5mm
(1) 弯管制作。取与原炉管性质、规格相同的新管 1 根，用弯管机 冷弯成
与割换下的管段大致相同的形状，并保证弯管的椭圆度、波浪度 和壁厚减薄量等
符合有关要求，且表面无重皮、裂纹等缺陷。
(2) 焊接修复。将对接的新旧管口磨平整并制成符合要求的坡口， 由具有
相应资质的焊工按表 1 规范进行焊接。
表 1 焊接规范
见表
(3) 焊后检查。焊后对两对接头按照有关要求进行焊缝外观、 MT、 PT
检验和通球试验，结果合格。
4 防止措施
（1）对锅炉进行一次人工人和机械除垢，彻底去除锅筒底部、集 箱内的散
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垢渣杂，并用软管从上向下、大水量、高水压冲洗附在水冷壁 管上的散垢。
（2）加强锅炉水处理的管理作业，严格水处理工艺纪律，使锅炉 水质符合
GB1576《工业锅炉水质》标准要求，防止锅炉结垢。
（3）日常运行中做好锅炉定期排污工作，及时排除锅筒和集箱中 的散垢渣
杂。 每次停炉检修时， 再按前述方法对锅炉进行彻底除垢去杂。
采取以上措施后， 锅炉至今已运行一年多， 未发现水冷壁管出现异 常。
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