鍋爐受熱面管水塞問題的分析研究

康科偉

(浙江浙能樂清發電有限責任公司，浙江樂清325609)

摘要：鍋爐受熱面爆管對電廠安全性和經濟性有著重大的影響，水塞是受熱面超溫爆管的一個重要原因。本文對水塞現象進行了分析研究同時對電廠實際水塞問題進行了分析并提出了解決措施。

關鍵詞：水塞;爆管;鍋爐啟動;低負荷;減溫水

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.035

1前盲

鍋爐受熱面管由于其工作條件比較惡劣，受汽水品質、工況、安裝工藝、煙氣溫度等的影響，爆漏事故較多，嚴重影響了機組的經濟安全運行，如何防止鍋爐受熱面爆管已成為提高電廠安全性和經濟性的關鍵。經過對爆管現象進行分析，發現水塞對于爆管有著很大的影響。因各種原因造成受熱面管內積水，形成水封，阻礙受熱面管內蒸汽流通的現象叫做水塞。水塞主要集市在受熱面U型管路內，水塞多發生在鍋爐點火窟動的初始階段。管路由于發生水塞，阻礙管內蒸汽流通，煙氣溫度較高時，受熱面得不到足夠的冷卻，處于干燒狀態，就會造成受熱面壁溫超過其材料極限溫度而發生爆管。

2水塞現象的研究

鍋爐點火初期，部分蒸汽進入過熱器管束后冷凝圈;鍋爐停爐時，受熱面管內因殘存的蒸汽冷凝形成凝結水積存在管內;當鍋爐大修后都進行水壓試驗，如果發生爆管，修完后也要進行水壓試驗。水壓試驗后立式受熱面內的水未完全放出;鍋爐點火啟動初期，負荷較低時，減溫水量過大;減溫器噴水孔故障;減溫水霧化不良等。停爐前爐內受熱面積灰或結焦嚴重，造成該區域受熱面吸熱下降，蒸發量下降也會引起局部水塞。這些都是造成水塞現象產生的原因，下面就具體分析水塞形成的機理和特征。

2.1 水塞的形成機理

鍋妒啟動或者低負荷運行時，此時蒸汽在管內流速很低，受熱面進出口聯箱壓差很小，僅以此壓差無法排除管內積水，因而會產生較長時間的水塞。

2.2水塞的特征

(1)水塞的產生大多出現在鍋爐點火啟動、機組低負荷階段以及鍋爐水壓試驗后的啟動過程中，水塞產生的積水需經過相當長的時間才會逐漸蒸發完，可以通過受熱面的壁溫進行判斷;

(2)受熱面出口溫度接近或低于同壓力下的飽和蒸汽溫度;

(3)大部分的壁溫測點均安裝在爐頂或者大罩內，水塞形成后金屬壁溫初期測量的數據不具代表性，水塞被排除的瞬間，蒸汽帶水現象使得受熱面管壁金屬溫度瞬時下降，又很快上升，幾分鐘后恢復正常;

(4)未充分汽化的減溫水會流入較近管束內，在此易形成水塞，且爆管的破口形狀、顏色及其金屬組織具有短期大幅度超溫特征。

3電廠鍋爐水塞案例及解決措施

鍋爐在高負荷工況下一般不會產生水塞現象;本文選取超臨界鍋爐水壓試驗后工況進行案例分析。

鍋爐水壓試驗后，由于金屬壁溫不高，立式受熱面內水無法自然烘干蒸發，且無底部疏水門，導致該工況下，U型管內留有大量積水，屬于典型大面積水塞現象。另因受熱面位置布置關系，金屬壁溫測點基本集中于爐頂大罩內，水塞部分受熱面升爐初期無燕汽流動，受熱面溫度監視僅靠熱傳導，難以直觀監視該受熱面實際溫度水平。

針對以上大面積水塞現象，在鍋爐啟動過程中，可采取以下措施：

A.可利用回熱系統或建立爐水循環提高鍋爐上水溫度，對鍋爐進行預暖，減少汽水冷凝。

B.點火初期以最小穩燃燃料量緩慢升爐，通過集中配風方式，合理控制兩側煙氣均勻性且嚴格控制煙氣溫度，亦可利用油槍穩燃，提高點火初期燃料燃盡率。

C.利用待鍋爐一次系統起壓后，關閉放空氣門，逐漸開大高低壓旁路，結合凝汽器真空對系統水塞處進行抽吸。

D.汽水系統起壓后適度增加燃料量，待鍋爐汽壓抵捎水塞處差壓時(如圖2所示)，即可逐漸稍除水塞現象。

E，增加汽水系統擾動，利用快開快關高低壓旁路進行沖管。

F.升爐初期嚴格控制減溫水，禁止減溫水的使用，并要求關嚴減溫水系統相關閥門。

G.停爐后利用鍋爐余壓余熱通過及時開啟疏放爐水，對鍋爐進行烘干(水壓試驗后不適用)。

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