蒸汽鍋爐水冷壁循環故障分析

　　蒸汽鍋爐的主要受熱部分為水冷壁環保金爐，因其分布在爐膛的四周由數排鋼管組成，工作環境惡劣，是較容易出現故障的部件。水冷壁一旦出現故障甚至爆裂，後果會非常嚴重，所以要特別注意防範。故障常因水冷壁水循環停滯、倒流與汽水分層這三個原因出現。

　　首先介紹下蒸汽鍋爐水冷壁的工作原理。水或蒸汽在其內部循環流動，外部吸收鍋爐爐膛的火焰或延期輻射的熱量。由於其具有熱交換功能良好的性能，逐漸淘汰掉氣包成為鍋爐主要受熱部分。安裝在爐膛內壁、由若干管子進行並聯組成的蒸發受熱面。水冷壁通過吸收爐膛中高溫火焰或煙氣的輻射熱量，把管內的誰加熱成蒸汽或熱水，並達到降低爐牆溫度，防治被高溫損壞的目的。特別是在大容量的鍋爐中，爐內火焰溫度非常高，熱輻射的強度很大。鍋爐中有40～50%甚至更多的熱量需要被水冷壁吸收。少數小容量鍋爐不使用水冷壁作為鍋爐中最主要的蒸發受熱面，其他水管鍋環保金爐設備爐都使用。

　　通過研究水冷壁汽水兩相流的流型與傳熱可知，水冷壁水循環故障將導致水冷壁爆管。水循環惡化是水冷壁爆管的根本原因。水冷壁得不到正常的冷卻導致了水循環惡化。水冷壁水循環惡化是多方面原因引起的。出現的問題主要由停滯、倒流與汽水分層造成。

　　循環停滯一般容易發生在受熱效果最差的某根上升管中，循環停滯時，由於上升管的水流速度很慢，熱交換效果變差，因此熱量的傳遞主要靠傳導。由於熱量不能及時被傳遞走，管壁溫度會升高，很容易被燒壞，同時由於水面的波動，水面的附近管壁受到氣、水交替接觸，所產生交變熱應力會使管子疲勞而造成破壞。

　　循環倒流的現像發生在上升管引入汽包的水空間，且當該管受熱很弱以致其重位壓差大於回路的共同壓差時。倒流發生，管內的蒸汽泡不能被帶走，這些汽包聚集長大形成汽塞，而形成氣塞的這部分管壁的溫度升高或壁溫交變，最後導致管壁超溫或疲勞損壞。

　　因汽水密度的差異，汽水混合物在管子中水平或傾斜的流動時，水、汽分別傾向於在下面、上面流，嚴重時，汽水會分開出現一個清晰的分界面。出現汽水分層時，管壁上部的溫度高於下部，產生管壁上、下之間的壁溫差，從而形成溫差熱應力，同時由於管中水的起伏波動，在汽和水交界面處會產生溫度交變應力，在該應力作用下，水冷壁受到破壞。

　　我們對以上三種水冷壁水循環停滯、倒流與汽水分層導致蒸汽鍋爐水冷壁循環故障有了全面的了解，有助於采取相對應的措施預防水冷壁循環故障的發生。抓好鍋爐的日常維護保養不放松，提高使用效率，為安全生產提供保障。