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锅炉水冷壁管爆裂事故的原因分析

福州市某单位一台SZLl0一1．25一W II型蒸汽锅炉在运行时，当班司炉工发现有加强对高风险产品与高风险市场通报的动态分析异常声响后紧急停炉，上报生产主管并进行检查，检查发现锅炉的后部左侧水冷壁管有10根、右侧水冷壁管有12水果刀根管变形或爆裂，变型的水壁管呈现弯曲形状。弯曲度在60～1 00毫米，大多数在70毫米。有关部门及技术人员对该事故原因进行分析并提出防范措施。

发生事故的单位属于染色行业食业，正常情况下有两台锅炉运行。当天因另一台锅炉出现故障临时停炉检修，造成另一台锅炉负荷突增，锅炉负荷由稳定的6 t／h急速增至l发挥行业优势 3 t／h，甚至更多。据司炉工反映，在这个时插齿机间里经常出现水位严重波动的现象，水位由水位计中线突然上升50毫米，几没有必要多花钱提高精度分钟后以陡降至一50毫米，而后慢慢地叫到正常水位，这时蒸汽的压力由1．25 mPa陡降至O．5mPa。

锅炉水冷壁管的作用是吸收燃料燃烧时所释放的辐射热量，同时通过吸收辐射热量来降低炉墙耐火材料的温度，从而保护炉墙。正常工况下，由于炉水和水冷壁内表而间的放热系数很高，炉膛的辐射热量能够迅速地传递给炉水，或者说炉水能有效地吸收炉膛的辐射热量，而炉内炉水的温度即锅炉工作压力下的饱和温度远低于水冷壁管的允许的最高工作温度，所以，水冷壁管即使在高温的炉膛内也能安个地运行。而如果炉水与水冷壁管内表而的换热系数降低，即炉水对水冷壁管的冷却能力降低，在炉膛的辐射热量不变的情况下，水冷壁管与炉水的温差就要增大，即水冷壁管温度提高。当温度超过允许的最高工作温度时，水冷壁管就会过热烧坏甚至于爆裂。

该锅炉在运行时应负荷猛增，而引起的压力下降，而压力的下降使的锅炉的炉水的饱和蒸汽焓的减少，而引起整台锅炉的水冷壁管和下降管的炉水都蒸发。这个时间内，锅炉的水循环被破坏，下降管的炉水已不足以补充水冷壁管，对水冷壁管来说，炉水因饱和蒸汽焓的减少而蒸发，水冷壁管内的炉水的含汽量急剧增加，从而使水冷壁管内表而对炉水的换热系数急剧下降导致水冷壁管超温。炉水含汽量增加并形成假水位。

循环叫蹄中，进入上升管的循环水量与上升管出口蒸汽量之比，称循环倍率。以符号K表示。上升管出口汽水混合物中，蒸汽的质量百分比称质量含汽率或干度，干度与循环倍率是互为倒数关系。

循环倍率的物理意义是：在上升管中每产生lk9蒸汽，应进入上升管的循环水量为Kk9；或lk9水要个部变成蒸汽，1、对1般的金属及非金属试样,夹具的钳口直接与试样接触需在循环叫蹄中循环K次。适当的循环倍率K，说明上升管出口质量含汽率较小，汽水混合物中水的份额较大，能可靠地冷却管壁，水循环是安个的。

从计算得出的数据，循环倍数差到一半，甚至还不止。这就不难看出锅炉内水循环工况存在极不正常的情况，产生了循环停篮球机滞或循环倒流以及汽水分层等现象。

产生了循环停滞现象，使各水冷壁管受热不均匀。在受热弱的上升管中，汽水混合物的重度必然大于受热强的上升管中汽水混合物的重度。因此，受热少的上升管中所产生的流动压头就比较少，甚至不能维持最低的循环流速做稳定流动，而是处于停止不动的状态。此时，上升管内的蒸汽不能及时被带走，管壁冷却情况将严重恶化，管壁温度急剧增高变形而迅速烧坏。

如果各水冷壁管受热严重不均时，受热最弱的上升管中流动的压头过小，受热最强的上升管中汽水混合物的流速过大而产生了抽吸作用，致使受热最弱的上升管中的汽水电机冲片混合物朝着与正常循环的方向相反方向流动，此时如遇汽泡上升速度与其下流的速度相等时，便发生汽泡停滞，(水位计严重上下波动也就在于此)形成了“汽塞”现象，此时情况，水冷壁管必烧无疑了。或着只有当锅炉的蓄热蒸发完后，蒸发趋向稳定，这时假水位消火，锅炉火水严重，大量的补给水进入锅炉，通过下降管，补给水冷壁管，水冷壁管迅速冷却，此时便产生了变形。