水垢導致水冷壁爆管宏觀特徵

1. 水垢和水渣對熱力設備運行有何危害

水垢產生的原因：主要是水中攜帶碳酸氫鹽、硫酸鈣、硅酸鹽等鹽類物質受熱後析出並集結於受熱面表面。火電廠中相關熱力系統管道產生水垢的危害：其一、水垢的存在會使得管壁的厚度增加，而且水垢的傳熱系數很低，當外界熱量通過對流、輻射、熱傳導等方式進行傳熱時，本身管道就存在一定的熱阻，由於水垢的存在，且水垢的傳熱系數較金屬受熱的傳熱系數低很多，大大降低了傳熱熱量，造成傳熱損失，而為了滿足一定的蒸發量，必須增加燃料量，造成燃料損失。其二、當管壁內部結垢嚴重時，導熱受限，管外的燃料在燃燒，燃燒中心的火焰溫度在1000℃左右，而管內的水由於傳熱受限，無法對管壁進行足夠的冷卻，會造成管壁超溫、過熱，直至爆管停爐，正常情況停一次爐3~4天，損失大約幾百萬元，損失巨大。其三、上面兩點主要指的是鍋爐受熱面的水垢造成的危害，對於汽機側及其他熱力系統管道內部結垢也會造成傳熱效率降低，導致煤耗增加，電廠經濟性降低。其四、水不進行除鹽處理或鹽分超標，會造成蒸汽含鹽量增大，造成汽輪機葉片積鹽，引起通流面積減小，軸向推力增加，監視段壓力升高等等異常工況，甚至停機等事故。 綜上所述，水垢的存在會嚴重降低熱力系統的傳熱效率，甚至引起鍋爐受熱面爆破，所以必須進行除垢。

2. 蒸汽鍋爐水冷壁管焊接處出現裂紋現象

這里產生裂紋的原因很多，如這根管子在受熱膨脹時產生的應力將集中在這里，受熱後如不能自己膨脹就是一個產生裂紋的原因，
但多數是焊接質量不合格引起的，
如果是這類可以參照 鍋爐壓力容器安全技術監察規程 的有關章節要求去解決，這個規程後面對焊接作了覺詳細的規定，

也有可能是管子本身材料質量不合格，
這只能取樣到有關單位做分析試驗，

說來內容太多 解決起來是一個很簡單的事，

3. 對於熱力設備結垢，積鹽與腐蝕，有哪些防治措施

近年來，隨著機組參數和容量的提高。火電廠熱力設備的結垢現象出現了一些新的特點，垢的主要成分，結垢的主要部位都有了一些變化。 第一節 水垢的化學組成及危害 熱力設備內水垢的外觀、物理性質和化學組成等特性，因水垢生成部位、水質及受熱面熱負荷不同等原因而有很大差異，例如有的水垢堅硬，有的水垢松軟；有的水垢緻密，有的水垢多孔。為了研究水垢產生的原因，找出防垢的方法，除了應仔細觀察各部件水垢的外觀特徵外，最重要的是確定水垢的化學組成。 水垢的化學組成成分分析 通常用化學分析的方法確定水垢的化學成分。水垢的化學分析以高價氧化物的質量百分率表示。表1-1是某高壓鍋爐水冷壁管內水垢成分的化學分析結果。 某高壓鍋爐水冷壁管內水垢成分的化學分析(﹪) 垢樣部位 化學成分 Fe2O3 CuO ZnO CaO MgO SiO2 水冷壁管向火側 64.1 26.5 2.9 0.2 --- 0.7 通過上表比較得出氧化鐵垢的含量較高，因此要注意減少鍋爐水中的含鐵量。 物相分析 物相分析可鑒定水垢中各種物質的化學形態，這對於研究水垢生成的原因是有益的。水垢的物相分析通常使用X射線衍射儀。

4. 爐中的水垢如不及時清楚會導致爆炸

因為隨下降管水帶入集箱的水垢渣中質量較輕，呈薄絮狀的散垢，會漂浮在流動的鍋水中，隨著水循環從集箱進入水冷壁管中．當流動到水冷壁管的彎曲部位時，在散垢重力和摩擦阻力的作用下，開始停滯積聚在該處，這樣一方面使鍋水的流動阻力進一步增大，工質的流速趨緩；另一方面隨著散垢數量的不斷增加，水冷壁管中的流通面積不斷減小，直至完全堵死。這樣，該處的工質流速逐步趨於零，即產生了水循環停滯現象，這時，該水冷壁管處於膜式沸騰，其彎管部位處於干燒狀態，從而導致管壁溫度急劇升高，形成短時過熱爆管。

5. 水垢粉塵的粒徑是多少

水垢粉塵粒徑是指:

表徵粉塵顆粒大小的最佳代表性尺寸。

粉塵常用粒徑有微米和納米。

1微米=1000納米

6. 防止水冷壁爆管的有效措施有哪些

使用單位應充分認識到水處理工作的重要性、安裝必要的除氧設備，又可減少用戶的經濟損失，不要將工具遺留在內。雖然對於小型快裝鍋爐來說，安裝除氧設備成本高，但若從長遠考慮，凡有條件的單位安裝除氧設備是有好處的，清除脫落在鍋底以及集箱和管內的垢塊，不符合低壓鍋爐水質標準的水不得進入鍋爐，這樣既可樹立鍋爐製造企業的良好形象，要做到購買含硫，一定要保證煤中含有10%的水份，當確認鍋內及每根管內無異物後方可關爐運行。使用單位在購買燃煤時，若發現管內有垢塊脫落，應及時疏通；若發現管內水垢較多，利用鹼法煮爐除垢效果不佳時，應採用酸洗除垢方法，這樣除垢效果才徹底。要加強鍋爐給水的處理，這樣可減少硫對管壁的腐蝕和飛灰對管壁的磨損，要加強定期排污，可延長鍋爐的使用壽命。鍋爐用鹼法煮爐除垢後。司爐人員在操作鍋爐時，要認真調整鼓風機和引風機、檢修人員對鍋爐檢修後，要認真清理鍋內的一切異物，不可正壓燃燒。另外，司爐人員在向爐膛內添加燃料煤時、含灰份少的煤種，應採取如下方法，又可減少飛灰對管壁的磨損，以延長管材的壽命，加強水處理設備的使用管理，及時更換樹脂交換劑，並派專人對水質進行分析，確保進入鍋內的水質合格。司爐人員在鍋爐運行過程中，使鍋爐在負壓狀態下運行，要及時將人孔和手孔打開防止鍋爐水冷壁管爆管事故。

7. 什麼原因導致鍋爐水冷壁四管超溫

水冷壁管-爆裂由以下幾點原因造成的：
1.「水垢」
2.「腐蝕」
3.比較少見，熱脹冷縮，水冷壁管彎曲度變形。舉個例子，細鐵絲長時間彎曲一點，一定斷裂。
4無水處理設備，對於水質並無良好檢測，導致--水垢，並無煮爐或是水垢無定期徹底清除。
5煤里含硫，導致-水冷壁管外部腐蝕，減薄。
6.強制循環的鍋爐-長期磨損。
注意觀察水冷壁，集箱，鍋筒，是否有裂紋，起槽，過熱，變形，泄露，腐蝕，磨損，水垢，積渣，爐膛內結焦。
定期檢驗，停爐後做好保養，2年3次的檢驗，6年一次的水壓，定期檢查鍋爐。做好每項工作。

8. 鍋爐爆管的原因分析有那些

1、升火、停爐操作程序不當，使管子的加熱或冷卻不均勻，產生較大的熱應力。
2、運行過程中，汽壓、汽溫超限，或熱偏差過大，使管子蠕脹速度加快。
3、運行調節不發，如使火焰偏斜、局部結渣、尾部再燃燒等，都會導致局部管子過熱。
4、負荷變動率過大，引起汽壓突變，使水循環不正常（變慢、停滯），使管子過熱或出現交變應力而疲勞破壞。
5、飛灰磨損是導致省煤器爆管的主要原因。燃燒器出口氣流偏斜，出現「飛邊」、「貼壁」現象，使水冷管磨損，是引起水冷壁爆管的原因之一。
6、 管壁腐蝕或管內積鹽。當給水含氧量較高，或水速過低，常引起省煤器內壁點狀腐蝕而爆管；鍋水品質不合格、飽和蒸汽帶水，造成過熱器管內積鹽，導致管壁過熱而爆管；高溫腐蝕是引起過熱器和水冷壁爆管的原因之一。
7、製造、安裝、檢修質量不良。如管材質量不良或管子鋼號用錯；管子焊口質量不合格；彎頭處壁厚減薄嚴重；管內有異物使通道面積減小或堵塞；檢修時對已蠕脹超限的管子漏檢，已經磨薄的管子沒有發現等

9. 水垢是怎樣形成的，對鍋爐有什麼危害

鍋爐來用水因地處區域自不同。水的硬度也有差異。當水中硫酸鹽及氯化物含量較高時，在鍋爐內會隨著水不斷地蒸發，使它們超出其飽和濃度極限而沉澱出來、並在鍋筒內、水冷壁內附著沉積，逐漸形成堅硬、難溶於水的水垢。
水垢多沉積在受熱面的鍋筒和水冷壁內，給鍋爐及其運行造成極大的危害。水垢的主要危害表現為:
(1)水垢為不良導體，它的導熱系數是鋼材的1/5，水垢會影響受熱面導熱能力。因受熱而熱阻增大而造成燃料浪費，熱效率降低。
(2)因水垢導熱性能極差，燃料燃燒產生的熱量不能很好地通過金屬表面傳遞給水，導致金屬受熱面溫度升高而過熱，金屬結構強度降低，引起鍋筒和水冷壁表而變形、鼓包，管內壁斷面減小，這會導致水循環不良甚至無法過水而引起水冷壁管燒穿事故，嚴重者可引起爆管。
(3)當人們採用化學除垢或機械除垢時，又會造成對金屬內壁的腐蝕或傷害而減少鍋爐的使用壽命。

10. 水垢問題

鍋爐是工農業生產和人民生活中廣泛使用的特種設備，是生產蒸氣或熱水的熱工設備之一，其傳能介質原料是水。鍋爐用水水質的好壞，對其安全運行及能源消耗有很大的影響。當鍋爐用水不合要求時，鍋爐受熱面就會結生水垢，因而不僅浪費大量的燃料，還會危及鍋爐安全運行。據有關資料介紹，目前全國有近40萬余台鍋爐，在每年的事故統計中，因水質不良，水垢嚴重引起的事故超過事故總數的20%；由於結生水垢，每年要浪費燃料達千萬噸，並造成幾億元的經濟損失。本文試圖對鍋爐水垢的危害及其預防作一介紹，以引起鍋爐使用單位的高度重視。
一、 水垢的形成及性質
水垢的形成是一個復雜的物理化學過程，其原因有內因和外因兩個方面。一是水中有鈣、鎂離子及其它重金屬離子存在，是水垢形成的根本原因也叫內因；二是固態物質從過飽和的爐水中沉澱析出並粘附在金屬受熱面上，是水垢形成的外因。當含有鈣、鎂等鹽類雜質的水進入鍋爐後，吸收高溫煙氣傳給的熱量，鈣、鎂鹽類雜質便會發生化學反應，生成難溶物質析出。隨著爐水的不斷蒸發逐漸濃縮，當達到一定濃度時，析出物就會成為固體沉澱析出，附著在鍋筒、水冷壁管等受熱面的內壁上，形成一層「膜」，阻礙熱量傳遞，這層「膜」稱之為水垢。
水垢的組成或成分是比較復雜的，通常都不是一種單一化合物，而是以一種化學成分為主，並同時含有其它化學成分。按其水垢的化學成分，一般可分為碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、氧化鐵水垢、含油水垢、混合水垢及泥垢等幾種。
水垢是一種導熱性能極差的物質，僅為鍋爐鋼材的十分之一到數百分之一（鋼材的導熱系數為46．5～58．2w/m．k），是「百害之源」。在各種水垢中，硅酸鹽水垢最為堅硬，導熱性能非常小，容易附著在鍋爐受熱面最強的蒸發面上，是危害最大的一種水垢。
二、 水垢對鍋爐安全、經濟運行的危害
1 降低鍋爐熱效率，浪費大量燃料。鍋爐結生水垢後，受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒時所放出的熱量不能迅速傳遞給爐水，因而大量熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度升高，增加排煙熱損失，使鍋爐熱效率降低。在這種情況下，要想保住鍋爐額定參數，就必須更多地向爐膛投加燃料，並加大鼓風和引風來強化燃燒。其結果是使大量未完全燃燒的物質排出煙囪，無形中增加了燃料消耗。大家知道，鍋爐爐膛容積和爐排面積是一定的，無論投加多少燃料，燃料燃燒是受到限制的，因而鍋爐的熱效率也就不可能提高。鍋爐中水垢結生得越厚，熱效率就越低，燃料消耗就越大。實驗數據表明，當結生水垢達1.5毫米時，就要多消耗6%的燃料；為5毫米時，燃料消耗就要達到15%；為8毫米時，燃料消耗量則增至34%。就我國目前40餘萬台鍋爐來看，如果僅一部分鍋爐結有不同程度的水垢的話，所浪費的燃料也是十分驚人的。
2 引起金屬過熱，強度降低，危及安全。鍋爐受熱面使用的鋼材，一般均為碳素鋼，在使用過程中，允許金屬壁溫在450℃以下。鍋爐在正常運行時，金屬壁溫一般在280℃以下。當鍋爐受熱面無垢時，金屬受熱後能很快將熱量傳遞給水，此時兩者的溫差約為30℃。但是，如果受熱面結生水垢，情況就不大一樣了。例如，當工作壓力為1．25Mpa的鍋爐受熱面結有1毫米厚水垢時（混合水垢），金屬壁與爐水溫差就會達到200℃左右。也就是說此時金屬壁溫在鋼材允許溫度之內。但當水垢是3毫米時，金屬壁溫則上升到580℃，遠遠超過了鋼材的允許溫度。因而，這時鋼材的抗拉強度就會由原來的3．92Mpa下降到0．98Mpa，鍋爐受壓元件就會在內壓作用下發生過熱鼓皰、變形、泄漏，甚至爆炸。另外，金屬壁溫的升高會使金屬伸長，如1米長的爐管，每升高100℃，伸長1.2毫米，這對於沒有伸縮餘量的受熱面來說，就會引起爐管的龜裂。實測數據表明，金屬壁溫是隨著水垢厚度增加而增加的，水垢越厚，金屬壁溫就越高，因而事故發生的機率就越大。
3 破壞水循環。鍋爐水循環有自然水循環和強迫水循環兩種形式。前者是靠上升管和下降管的汽水比重不同產生的壓力差而進行的水循環。後者主要是依靠水泵的機械動力的作用而迫使循環的。無論是哪一種循環形式，都是經過設計計算的，也就是說保證有足夠的流通截面積。當爐管內壁結生水垢後，會使得管內流通截面積減少，流動阻力增大，破壞了正常的水循環，使得向火面的金屬壁溫升高。當管路安全被水垢堵死後，水循環則完全停止，金屬壁溫則更高，長期下去就易因過燒發生爆管事故。水冷壁管是均勻布置在爐膛內的，吸收的是輻射熱。在離聯箱400毫米左右的向火面高溫區，如果結生水垢，就最易發生鼓皰、泄漏、彎曲、爆破等事故。
4 增加檢修量，浪費大量資金。鍋爐一旦結垢，就必須要清除，這樣才能保證鍋爐安全經濟運行。因此，清除水垢就必須要採用化學葯劑，如酸、鹼等。水垢結生得越厚，消耗的葯劑就越多，投入的資金也就越多。例如，1T/H型鍋爐若平均結垢3毫米，除一次垢就需葯劑0.5噸，加上人工費，就需資金2500元左右。按照鍋爐噸位的不同，噸位增加，所需葯劑就增加三分之一，資金也相應增加。一般鍋筒內結垢，消除略方便，但若管內結垢，消除就相當困難。不僅如此，若發生爆管事故，換上一節新管時，焊接很不方便。鍋筒鼓皰挖補時，要求高，時間長，施工更為困難。一次大的鼓皰挖補修復，就要耗費資金1至2萬元左右。總之，無論是化學除垢還是購買材料修理，都要花費大量的人力、物力和財力。
5 縮短鍋爐使用壽命。一般鍋爐使用壽命，在正常使用條件下，能夠連續運行20年左右。但為什麼現在大部分使用單位的鍋爐沒有達到這一壽命呢？其原因是多方面的，其中之一就有水垢的影響。鍋筒發生鼓皰，挖補修復後，應該對其適當降壓使用，以確保安全。這樣一來，對於要求蒸汽壓力較高的單位來說，就不得不更換新的鍋爐。有些單位也會因蒸汽壓力過低而影響產品質量，甚至出現次品，直接影響經濟效益。有些鍋爐因鼓皰面積過大且變形嚴重而不得不作報廢處理；有的鍋爐雖然可以修復，但因修理費用過高，無價值，也不得不報廢。當酸洗方法不當或酸洗頻繁也會影響鍋爐的使用壽命。另外，因為水垢中含有鹵素的離子，在高溫下對鐵有腐蝕作用，會使金屬內壁變脆，並不斷地向金屬壁的深處發展，造成金屬的腐蝕，縮短鍋爐使用壽命。
三、 水垢的預防
要保證鍋爐不結垢或薄垢運行，就要加強鍋爐給水處理，這是保證鍋爐安全和經濟運行的重要環節。預防水垢生成，通常採用下列方法來預防：
1 鍋外水處理。這種方法適用於各種的鍋爐。目前鍋外水處理效果可靠的有石灰+純鹼軟化法，是向已經澄清的水中加入適量的生石灰和純鹼達到軟化目的。石灰——純鹼軟化法有冷法和熱法兩種。冷法是在室溫下進行，使水中殘余硬度降至1．5～2毫克當量/升。熱法是將水溫加熱到20～80℃，使水中殘余硬度降至0．3～0．4毫克當量/升。因此，應盡量採用熱法，以提高軟化效果。離子交換軟化法主要是依靠鈉離子交換器中的交換樹脂進行軟化處理。由於交換樹脂吸附能力強，能將游離在水中的鈣、鎂離子吸附，從而使鍋爐給水硬度達到合格標准。離子交換劑有無機和有機兩大類。無機交換樹脂只能進行表面交換，軟化效果差，使用較少。而有機交換樹脂的特點是顆粒核心結構疏鬆，交換反應在顆粒表面和內部同時可進行，軟化效果好，故使用較多。
2 鍋內水處理。此法主要是向爐水中加入化學葯品，與爐水中形成水垢的鈣、鎂鹽形成疏鬆的沉渣，然後用排污的方法將沉渣排出爐外，起到防止（或減少）鍋爐結垢的作用。爐內加葯水處理一般用於小型低壓火管鍋爐。鍋內水處理常用的葯品有：磷酸三鈉、碳酸鈉（純鹼）、氫氧化鈉（火鹼、也稱燒鹼）及有機膠體（栲膠）等。加葯時，應首先將各種葯品配製成溶液，然後再加入鍋爐內。通常磷酸三鈉的溶液濃度為5～8%，碳酸鈉的溶液濃度不大於5%，氫氧化鈉的濃度不大於1～2%。加葯方法有定期和連續加葯兩種。定期加葯主要靠加葯罐進行加葯；連續加葯則在給水設備前，將葯連續加入給水中。對於蒸汽鍋爐，最好採用連續加葯法，這樣可使爐內保持葯液的均勻。凡採用鍋內水處理的，應加強鍋爐排污，使已形成的泥渣、泥垢等排出爐外，收到較好效果。
以上雖然介紹兩種水處理方法，但筆者認為，水處理工作是否落實到實處，關鍵在於管理。如果有了水處理設備而不用，等於沒有進行水處理。因而，這就需要各使用單位領導樹立「安全第一，預防為主」的思想，真正認識到水處理工作的重要性。要嚴格按GB1576-85《低壓鍋爐水質標准》辦事，對於1T/H型以上的鍋爐，應配備專職水處理操作工和化驗人員，並建立健全水處理崗位和化驗崗位責任制。各水處理操作工應忠於職守，認真操作；化驗人員應定期抽檢水質情況，及時向水處理操作工通報，使其及時得以調整，確保水質的合格。對2T/H型以下鍋爐，凡配備水處理操作工有困難的，應該對司爐工進行培訓，然後採取兼職的辦法。各使用單位的鍋爐房管理人員，要經常檢查水處理設備運行情況，發現損壞應及時修理；交換樹脂流失要及時補充；失效的交換樹脂要及時更換。只有這樣，才能防止水垢的生成，保證鍋爐的安全經濟運行。