前 言

　　目前在北京市郊區(qū)的一些生活小區(qū)的集中供熱鍋爐房仍然運(yùn)行著許多自然循環(huán)的熱水鍋爐，結(jié)構(gòu)形式有單鍋筒縱置式、雙鍋筒縱置式、和雙鍋筒橫置式幾種，燃燒設(shè)備多為鏈條爐排，設(shè)計(jì)煤種大多為各類(lèi)煙煤。出力一般在0.7-7.0MW之間，但經(jīng)運(yùn)行過(guò)幾個(gè)采暖期后鍋爐受熱面管發(fā)生不同程度的變形、脹粗、甚至穿透性裂紋，嚴(yán)重者可導(dǎo)致爆管等水循環(huán)事故，影響了鍋爐的安全運(yùn)行和正常供暖。為此,筆者通過(guò)典型檢驗(yàn)事例從鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行條件等方面入手，著重分析熱水鍋爐水循環(huán)事故的原因，提出改進(jìn)措施。

　　一、事故發(fā)生

　　在××年2月5日北京某集團(tuán)總公司下屬單位一小區(qū)供暖鍋爐房的一臺(tái)SZL2.8-1.0/95/70-AIII熱水鍋爐在運(yùn)行中突然發(fā)生爆管。鍋爐被迫停止運(yùn)行，給小區(qū)供熱造成很大影響。

　　二、現(xiàn)場(chǎng)勘查情況

　　筆者對(duì)事故鍋爐進(jìn)行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)爆管發(fā)生在爐膛水冷壁，其情況是：(見(jiàn)圖1)

　?。ㄒ唬t膛水冷壁頂棚管發(fā)生不同程度下塌變形，嚴(yán)重處的變形量達(dá)100-130mm,管子局部脹粗，其中有一根破裂（部位Ⅰ）。爐膛右側(cè)位于爐膛燃燒主燃區(qū)有3根水冷壁管的直段外凸變形，變形量40mm，變形管段局部脹粗，有許多處穿透性裂紋（部位Ⅱ）。

　?。ǘ┰谶M(jìn)一步對(duì)鍋爐水冷壁割管檢查發(fā)現(xiàn)：

　　1.水冷壁頂棚管結(jié)垢嚴(yán)重，管內(nèi)壁結(jié)垢3-4mm。

　　2.右側(cè)水冷壁管直段結(jié)垢2-3mm。管外壁金屬呈暗紅色。

　　3.經(jīng)過(guò)內(nèi)部檢驗(yàn)，其余受熱面管內(nèi)壁結(jié)垢不超過(guò)0.5mm。

　　三、事故分析

　?。ㄒ唬╁仩t概況：

　　鍋爐型號(hào)：SZL2.8-1.0/95/70-AIII

　　鍋爐出廠編號(hào)：22-3100

　　出廠日期：1995.8

　　鍋爐主體材質(zhì)：鍋筒：20g 管子：20

　　投用日期：1996.12

　　工作壓力：0.3MPa

　　水處理形式：鈉離子交換器

　　事故發(fā)生：鍋爐投運(yùn)后的第4個(gè)供暖期

　?。ǘ┕鼙诮Y(jié)垢直接導(dǎo)致了水冷壁管的過(guò)熱損壞

　　1．鍋爐受熱面金屬的溫度總是高于其中工質(zhì)的溫度。當(dāng)管壁受熱面較清潔時(shí)候，由于熱量被水吸收而得到充分的冷卻，受熱面金屬的強(qiáng)度在安全工作的范圍內(nèi)。但是，如果受熱面結(jié)了水垢，金屬的狀況就會(huì)發(fā)生向不安全的變化。對(duì)于碳酸鹽水垢來(lái)說(shuō)，它的熱阻是一般鋼的幾十倍。受熱面水垢的存在阻止了金屬熱量的釋放。直接引起管內(nèi)壁熱儲(chǔ)量增加，導(dǎo)致管壁溫度增高。當(dāng)管壁結(jié)1mm的水垢時(shí)，管壁溫度將生高100℃以上，而管壁溫度升高導(dǎo)致鋼材的強(qiáng)度下降。而從現(xiàn)場(chǎng)水冷壁的顏色判斷，損壞管處的壁溫確實(shí)曾經(jīng)超過(guò)500℃以上。所以結(jié)垢使管壁超溫過(guò)熱，強(qiáng)度下降，最終導(dǎo)致破裂。

　　2.水垢和鋼材的熱膨脹系數(shù)不同，這又導(dǎo)致垢層局部開(kāi)裂或脫落，這使較低溫度的熱水與溫度相當(dāng)高的管壁相接觸，引起管壁溫度的巨大變化，并使管內(nèi)壁受到冷熱應(yīng)變，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力。以致使管子發(fā)生很多裂紋。

　　3.管壁溫度升高，管子就會(huì)發(fā)生伸長(zhǎng)，因而造成頂棚管和水冷壁管的凸出變形。