水垢导致水冷壁爆管宏观特征

1. 水垢和水渣对热力设备运行有何危害

水垢产生的原因：主要是水中携带碳酸氢盐、硫酸钙、硅酸盐等盐类物质受热后析出并集结于受热面表面。火电厂中相关热力系统管道产生水垢的危害：其一、水垢的存在会使得管壁的厚度增加，而且水垢的传热系数很低，当外界热量通过对流、辐射、热传导等方式进行传热时，本身管道就存在一定的热阻，由于水垢的存在，且水垢的传热系数较金属受热的传热系数低很多，大大降低了传热热量，造成传热损失，而为了满足一定的蒸发量，必须增加燃料量，造成燃料损失。其二、当管壁内部结垢严重时，导热受限，管外的燃料在燃烧，燃烧中心的火焰温度在1000℃左右，而管内的水由于传热受限，无法对管壁进行足够的冷却，会造成管壁超温、过热，直至爆管停炉，正常情况停一次炉3~4天，损失大约几百万元，损失巨大。其三、上面两点主要指的是锅炉受热面的水垢造成的危害，对于汽机侧及其他热力系统管道内部结垢也会造成传热效率降低，导致煤耗增加，电厂经济性降低。其四、水不进行除盐处理或盐分超标，会造成蒸汽含盐量增大，造成汽轮机叶片积盐，引起通流面积减小，轴向推力增加，监视段压力升高等等异常工况，甚至停机等事故。 综上所述，水垢的存在会严重降低热力系统的传热效率，甚至引起锅炉受热面爆破，所以必须进行除垢。

2. 蒸汽锅炉水冷壁管焊接处出现裂纹现象

这里产生裂纹的原因很多，如这根管子在受热膨胀时产生的应力将集中在这里，受热后如不能自己膨胀就是一个产生裂纹的原因，
但多数是焊接质量不合格引起的，
如果是这类可以参照 锅炉压力容器安全技术监察规程 的有关章节要求去解决，这个规程后面对焊接作了觉详细的规定，

也有可能是管子本身材料质量不合格，
这只能取样到有关单位做分析试验，

说来内容太多 解决起来是一个很简单的事，

3. 对于热力设备结垢，积盐与腐蚀，有哪些防治措施

近年来，随着机组参数和容量的提高。火电厂热力设备的结垢现象出现了一些新的特点，垢的主要成分，结垢的主要部位都有了一些变化。 第一节 水垢的化学组成及危害 热力设备内水垢的外观、物理性质和化学组成等特性，因水垢生成部位、水质及受热面热负荷不同等原因而有很大差异，例如有的水垢坚硬，有的水垢松软；有的水垢致密，有的水垢多孔。为了研究水垢产生的原因，找出防垢的方法，除了应仔细观察各部件水垢的外观特征外，最重要的是确定水垢的化学组成。 水垢的化学组成成分分析 通常用化学分析的方法确定水垢的化学成分。水垢的化学分析以高价氧化物的质量百分率表示。表1-1是某高压锅炉水冷壁管内水垢成分的化学分析结果。 某高压锅炉水冷壁管内水垢成分的化学分析(﹪) 垢样部位 化学成分 Fe2O3 CuO ZnO CaO MgO SiO2 水冷壁管向火侧 64.1 26.5 2.9 0.2 --- 0.7 通过上表比较得出氧化铁垢的含量较高，因此要注意减少锅炉水中的含铁量。 物相分析 物相分析可鉴定水垢中各种物质的化学形态，这对于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射线衍射仪。

4. 炉中的水垢如不及时清楚会导致爆炸

因为随下降管水带入集箱的水垢渣中质量较轻，呈薄絮状的散垢，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。

5. 水垢粉尘的粒径是多少

水垢粉尘粒径是指:

表征粉尘颗粒大小的最佳代表性尺寸。

粉尘常用粒径有微米和纳米。

1微米=1000纳米

6. 防止水冷壁爆管的有效措施有哪些

使用单位应充分认识到水处理工作的重要性、安装必要的除氧设备，又可减少用户的经济损失，不要将工具遗留在内。虽然对于小型快装锅炉来说，安装除氧设备成本高，但若从长远考虑，凡有条件的单位安装除氧设备是有好处的，清除脱落在锅底以及集箱和管内的垢块，不符合低压锅炉水质标准的水不得进入锅炉，这样既可树立锅炉制造企业的良好形象，要做到购买含硫，一定要保证煤中含有10%的水份，当确认锅内及每根管内无异物后方可关炉运行。使用单位在购买燃煤时，若发现管内有垢块脱落，应及时疏通；若发现管内水垢较多，利用碱法煮炉除垢效果不佳时，应采用酸洗除垢方法，这样除垢效果才彻底。要加强锅炉给水的处理，这样可减少硫对管壁的腐蚀和飞灰对管壁的磨损，要加强定期排污，可延长锅炉的使用寿命。锅炉用碱法煮炉除垢后。司炉人员在操作锅炉时，要认真调整鼓风机和引风机、检修人员对锅炉检修后，要认真清理锅内的一切异物，不可正压燃烧。另外，司炉人员在向炉膛内添加燃料煤时、含灰份少的煤种，应采取如下方法，又可减少飞灰对管壁的磨损，以延长管材的寿命，加强水处理设备的使用管理，及时更换树脂交换剂，并派专人对水质进行分析，确保进入锅内的水质合格。司炉人员在锅炉运行过程中，使锅炉在负压状态下运行，要及时将人孔和手孔打开防止锅炉水冷壁管爆管事故。

7. 什么原因导致锅炉水冷壁四管超温

水冷壁管-爆裂由以下几点原因造成的：
1.“水垢”
2.“腐蚀”
3.比较少见，热胀冷缩，水冷壁管弯曲度变形。举个例子，细铁丝长时间弯曲一点，一定断裂。
4无水处理设备，对于水质并无良好检测，导致--水垢，并无煮炉或是水垢无定期彻底清除。
5煤里含硫，导致-水冷壁管外部腐蚀，减薄。
6.强制循环的锅炉-长期磨损。
注意观察水冷壁，集箱，锅筒，是否有裂纹，起槽，过热，变形，泄露，腐蚀，磨损，水垢，积渣，炉膛内结焦。
定期检验，停炉后做好保养，2年3次的检验，6年一次的水压，定期检查锅炉。做好每项工作。

8. 锅炉爆管的原因分析有那些

1、升火、停炉操作程序不当，使管子的加热或冷却不均匀，产生较大的热应力。
2、运行过程中，汽压、汽温超限，或热偏差过大，使管子蠕胀速度加快。
3、运行调节不发，如使火焰偏斜、局部结渣、尾部再燃烧等，都会导致局部管子过热。
4、负荷变动率过大，引起汽压突变，使水循环不正常（变慢、停滞），使管子过热或出现交变应力而疲劳破坏。
5、飞灰磨损是导致省煤器爆管的主要原因。燃烧器出口气流偏斜，出现“飞边”、“贴壁”现象，使水冷管磨损，是引起水冷壁爆管的原因之一。
6、 管壁腐蚀或管内积盐。当给水含氧量较高，或水速过低，常引起省煤器内壁点状腐蚀而爆管；锅水品质不合格、饱和蒸汽带水，造成过热器管内积盐，导致管壁过热而爆管；高温腐蚀是引起过热器和水冷壁爆管的原因之一。
7、制造、安装、检修质量不良。如管材质量不良或管子钢号用错；管子焊口质量不合格；弯头处壁厚减薄严重；管内有异物使通道面积减小或堵塞；检修时对已蠕胀超限的管子漏检，已经磨薄的管子没有发现等

9. 水垢是怎样形成的，对锅炉有什么危害

锅炉来用水因地处区域自不同。水的硬度也有差异。当水中硫酸盐及氯化物含量较高时，在锅炉内会随着水不断地蒸发，使它们超出其饱和浓度极限而沉淀出来、并在锅筒内、水冷壁内附着沉积，逐渐形成坚硬、难溶于水的水垢。
水垢多沉积在受热面的锅筒和水冷壁内，给锅炉及其运行造成极大的危害。水垢的主要危害表现为:
(1)水垢为不良导体，它的导热系数是钢材的1/5，水垢会影响受热面导热能力。因受热而热阻增大而造成燃料浪费，热效率降低。
(2)因水垢导热性能极差，燃料燃烧产生的热量不能很好地通过金属表面传递给水，导致金属受热面温度升高而过热，金属结构强度降低，引起锅筒和水冷壁表而变形、鼓包，管内壁断面减小，这会导致水循环不良甚至无法过水而引起水冷壁管烧穿事故，严重者可引起爆管。
(3)当人们采用化学除垢或机械除垢时，又会造成对金属内壁的腐蚀或伤害而减少锅炉的使用寿命。

10. 水垢问题

锅炉是工农业生产和人民生活中广泛使用的特种设备，是生产蒸气或热水的热工设备之一，其传能介质原料是水。锅炉用水水质的好坏，对其安全运行及能源消耗有很大的影响。当锅炉用水不合要求时，锅炉受热面就会结生水垢，因而不仅浪费大量的燃料，还会危及锅炉安全运行。据有关资料介绍，目前全国有近40万余台锅炉，在每年的事故统计中，因水质不良，水垢严重引起的事故超过事故总数的20%；由于结生水垢，每年要浪费燃料达千万吨，并造成几亿元的经济损失。本文试图对锅炉水垢的危害及其预防作一介绍，以引起锅炉使用单位的高度重视。
一、 水垢的形成及性质
水垢的形成是一个复杂的物理化学过程，其原因有内因和外因两个方面。一是水中有钙、镁离子及其它重金属离子存在，是水垢形成的根本原因也叫内因；二是固态物质从过饱和的炉水中沉淀析出并粘附在金属受热面上，是水垢形成的外因。当含有钙、镁等盐类杂质的水进入锅炉后，吸收高温烟气传给的热量，钙、镁盐类杂质便会发生化学反应，生成难溶物质析出。随着炉水的不断蒸发逐渐浓缩，当达到一定浓度时，析出物就会成为固体沉淀析出，附着在锅筒、水冷壁管等受热面的内壁上，形成一层“膜”，阻碍热量传递，这层“膜”称之为水垢。
水垢的组成或成分是比较复杂的，通常都不是一种单一化合物，而是以一种化学成分为主，并同时含有其它化学成分。按其水垢的化学成分，一般可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、氧化铁水垢、含油水垢、混合水垢及泥垢等几种。
水垢是一种导热性能极差的物质，仅为锅炉钢材的十分之一到数百分之一（钢材的导热系数为46．5～58．2w/m．k），是“百害之源”。在各种水垢中，硅酸盐水垢最为坚硬，导热性能非常小，容易附着在锅炉受热面最强的蒸发面上，是危害最大的一种水垢。
二、 水垢对锅炉安全、经济运行的危害
1 降低锅炉热效率，浪费大量燃料。锅炉结生水垢后，受热面的传热性能变差，燃料燃烧时所放出的热量不能迅速传递给炉水，因而大量热量被烟气带走，造成排烟温度升高，增加排烟热损失，使锅炉热效率降低。在这种情况下，要想保住锅炉额定参数，就必须更多地向炉膛投加燃料，并加大鼓风和引风来强化燃烧。其结果是使大量未完全燃烧的物质排出烟囱，无形中增加了燃料消耗。大家知道，锅炉炉膛容积和炉排面积是一定的，无论投加多少燃料，燃料燃烧是受到限制的，因而锅炉的热效率也就不可能提高。锅炉中水垢结生得越厚，热效率就越低，燃料消耗就越大。实验数据表明，当结生水垢达1.5毫米时，就要多消耗6%的燃料；为5毫米时，燃料消耗就要达到15%；为8毫米时，燃料消耗量则增至34%。就我国目前40余万台锅炉来看，如果仅一部分锅炉结有不同程度的水垢的话，所浪费的燃料也是十分惊人的。
2 引起金属过热，强度降低，危及安全。锅炉受热面使用的钢材，一般均为碳素钢，在使用过程中，允许金属壁温在450℃以下。锅炉在正常运行时，金属壁温一般在280℃以下。当锅炉受热面无垢时，金属受热后能很快将热量传递给水，此时两者的温差约为30℃。但是，如果受热面结生水垢，情况就不大一样了。例如，当工作压力为1．25Mpa的锅炉受热面结有1毫米厚水垢时（混合水垢），金属壁与炉水温差就会达到200℃左右。也就是说此时金属壁温在钢材允许温度之内。但当水垢是3毫米时，金属壁温则上升到580℃，远远超过了钢材的允许温度。因而，这时钢材的抗拉强度就会由原来的3．92Mpa下降到0．98Mpa，锅炉受压元件就会在内压作用下发生过热鼓疱、变形、泄漏，甚至爆炸。另外，金属壁温的升高会使金属伸长，如1米长的炉管，每升高100℃，伸长1.2毫米，这对于没有伸缩余量的受热面来说，就会引起炉管的龟裂。实测数据表明，金属壁温是随着水垢厚度增加而增加的，水垢越厚，金属壁温就越高，因而事故发生的机率就越大。
3 破坏水循环。锅炉水循环有自然水循环和强迫水循环两种形式。前者是靠上升管和下降管的汽水比重不同产生的压力差而进行的水循环。后者主要是依靠水泵的机械动力的作用而迫使循环的。无论是哪一种循环形式，都是经过设计计算的，也就是说保证有足够的流通截面积。当炉管内壁结生水垢后，会使得管内流通截面积减少，流动阻力增大，破坏了正常的水循环，使得向火面的金属壁温升高。当管路安全被水垢堵死后，水循环则完全停止，金属壁温则更高，长期下去就易因过烧发生爆管事故。水冷壁管是均匀布置在炉膛内的，吸收的是辐射热。在离联箱400毫米左右的向火面高温区，如果结生水垢，就最易发生鼓疱、泄漏、弯曲、爆破等事故。
4 增加检修量，浪费大量资金。锅炉一旦结垢，就必须要清除，这样才能保证锅炉安全经济运行。因此，清除水垢就必须要采用化学药剂，如酸、碱等。水垢结生得越厚，消耗的药剂就越多，投入的资金也就越多。例如，1T/H型锅炉若平均结垢3毫米，除一次垢就需药剂0.5吨，加上人工费，就需资金2500元左右。按照锅炉吨位的不同，吨位增加，所需药剂就增加三分之一，资金也相应增加。一般锅筒内结垢，消除略方便，但若管内结垢，消除就相当困难。不仅如此，若发生爆管事故，换上一节新管时，焊接很不方便。锅筒鼓疱挖补时，要求高，时间长，施工更为困难。一次大的鼓疱挖补修复，就要耗费资金1至2万元左右。总之，无论是化学除垢还是购买材料修理，都要花费大量的人力、物力和财力。
5 缩短锅炉使用寿命。一般锅炉使用寿命，在正常使用条件下，能够连续运行20年左右。但为什么现在大部分使用单位的锅炉没有达到这一寿命呢？其原因是多方面的，其中之一就有水垢的影响。锅筒发生鼓疱，挖补修复后，应该对其适当降压使用，以确保安全。这样一来，对于要求蒸汽压力较高的单位来说，就不得不更换新的锅炉。有些单位也会因蒸汽压力过低而影响产品质量，甚至出现次品，直接影响经济效益。有些锅炉因鼓疱面积过大且变形严重而不得不作报废处理；有的锅炉虽然可以修复，但因修理费用过高，无价值，也不得不报废。当酸洗方法不当或酸洗频繁也会影响锅炉的使用寿命。另外，因为水垢中含有卤素的离子，在高温下对铁有腐蚀作用，会使金属内壁变脆，并不断地向金属壁的深处发展，造成金属的腐蚀，缩短锅炉使用寿命。
三、 水垢的预防
要保证锅炉不结垢或薄垢运行，就要加强锅炉给水处理，这是保证锅炉安全和经济运行的重要环节。预防水垢生成，通常采用下列方法来预防：
1 锅外水处理。这种方法适用于各种的锅炉。目前锅外水处理效果可靠的有石灰+纯碱软化法，是向已经澄清的水中加入适量的生石灰和纯碱达到软化目的。石灰——纯碱软化法有冷法和热法两种。冷法是在室温下进行，使水中残余硬度降至1．5～2毫克当量/升。热法是将水温加热到20～80℃，使水中残余硬度降至0．3～0．4毫克当量/升。因此，应尽量采用热法，以提高软化效果。离子交换软化法主要是依靠钠离子交换器中的交换树脂进行软化处理。由于交换树脂吸附能力强，能将游离在水中的钙、镁离子吸附，从而使锅炉给水硬度达到合格标准。离子交换剂有无机和有机两大类。无机交换树脂只能进行表面交换，软化效果差，使用较少。而有机交换树脂的特点是颗粒核心结构疏松，交换反应在颗粒表面和内部同时可进行，软化效果好，故使用较多。
2 锅内水处理。此法主要是向炉水中加入化学药品，与炉水中形成水垢的钙、镁盐形成疏松的沉渣，然后用排污的方法将沉渣排出炉外，起到防止（或减少）锅炉结垢的作用。炉内加药水处理一般用于小型低压火管锅炉。锅内水处理常用的药品有：磷酸三钠、碳酸钠（纯碱）、氢氧化钠（火碱、也称烧碱）及有机胶体（栲胶）等。加药时，应首先将各种药品配制成溶液，然后再加入锅炉内。通常磷酸三钠的溶液浓度为5～8%，碳酸钠的溶液浓度不大于5%，氢氧化钠的浓度不大于1～2%。加药方法有定期和连续加药两种。定期加药主要靠加药罐进行加药；连续加药则在给水设备前，将药连续加入给水中。对于蒸汽锅炉，最好采用连续加药法，这样可使炉内保持药液的均匀。凡采用锅内水处理的，应加强锅炉排污，使已形成的泥渣、泥垢等排出炉外，收到较好效果。
以上虽然介绍两种水处理方法，但笔者认为，水处理工作是否落实到实处，关键在于管理。如果有了水处理设备而不用，等于没有进行水处理。因而，这就需要各使用单位领导树立“安全第一，预防为主”的思想，真正认识到水处理工作的重要性。要严格按GB1576-85《低压锅炉水质标准》办事，对于1T/H型以上的锅炉，应配备专职水处理操作工和化验人员，并建立健全水处理岗位和化验岗位责任制。各水处理操作工应忠于职守，认真操作；化验人员应定期抽检水质情况，及时向水处理操作工通报，使其及时得以调整，确保水质的合格。对2T/H型以下锅炉，凡配备水处理操作工有困难的，应该对司炉工进行培训，然后采取兼职的办法。各使用单位的锅炉房管理人员，要经常检查水处理设备运行情况，发现损坏应及时修理；交换树脂流失要及时补充；失效的交换树脂要及时更换。只有这样，才能防止水垢的生成，保证锅炉的安全经济运行。