茹藝兵

摘 要：結(jié)合常壓熱水鍋爐結(jié)構(gòu)不合理，取暖期內(nèi)經(jīng)常發(fā)生水冷壁管爆管的問題，分析原因，提出改進(jìn)措施，滿足供暖需求。

關(guān)鍵詞：鍋爐 ；水冷壁管；熱效率

中圖分類號：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

常壓鍋爐是指鍋爐頂部通大氣不承受供熱系統(tǒng)的水柱靜壓力的無壓熱水鍋爐，也就是鍋爐本體開孔與大氣相通，在任何工況下，鍋爐水位線處表壓力都為零。一般分為常壓電熱水鍋爐、常壓燃油（氣）熱水鍋爐、常壓燃煤熱水鍋爐等。常壓鍋爐因其不承壓，沒有安全隱患，不屬于特種設(shè)備，該種鍋爐的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝及使用不受技術(shù)監(jiān)督部門的監(jiān)管等原因而得到廣泛使用，主要用于供暖和生產(chǎn)熱水。篦子溝礦業(yè)公司礦區(qū)供暖系統(tǒng)由1臺型號為DZL2.8-10/115/70-A11D的4噸承壓熱水鍋爐改造成的常壓燃煤熱水鍋爐負(fù)責(zé)供暖，總供暖面積35000m2，自2006年投入使用以來，由于鍋爐結(jié)構(gòu)不合理，取暖期內(nèi)經(jīng)常發(fā)生水冷壁管爆管，造成供熱效率較低，職工意見較大。經(jīng)過對鍋爐結(jié)構(gòu)和供熱原理進(jìn)行分析，找到了產(chǎn)生問題的原因，實(shí)施技術(shù)改造后，目前運(yùn)行良好，完全滿足了供暖需求。

一、存在問題分析

1.鍋爐結(jié)構(gòu)不合理。DZL2.8-10/115/70-A11D的4噸承壓熱水鍋爐是由原鄭州鍋爐廠生產(chǎn)的鏈條爐排熱水鍋爐，是一種鍋筒縱置式水火管鍋爐，采用輕型爐排，配有鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)。由于其結(jié)構(gòu)不合理，取暖期內(nèi)故障頻繁，用戶意見較大。因此，廠家僅生產(chǎn)十余臺就停產(chǎn)該型號鍋爐了。該鍋爐主要存在水冷壁管與鍋筒相對位置不合理、水循環(huán)通道簡單、系統(tǒng)回水未充分利用鍋爐余熱等問題。

原因分析：該鍋爐水的循環(huán)是靠自然循環(huán)，回水直接進(jìn)入鍋筒，鍋筒兩側(cè)各有兩排水冷壁管，一排水冷壁管較低，用于鍋水下流至下邊箱；另一排水冷壁管較高一些，用于爐水加熱后的上流。眾所周知，自然循環(huán)不靠外力，而是靠受了熱的水與水或水與水蒸汽的混合物的比重不同而進(jìn)行循環(huán)的。在實(shí)際運(yùn)行中，哪排水冷壁管溫度低，必將成為鍋水的下流管，溫度較高就成為鍋水的上流管，很容易在鍋爐本體內(nèi)形成小循環(huán)。再加上由于自然循環(huán)鍋爐的運(yùn)動壓頭很小，再加上水冷壁與鍋筒的相對位置不合理，鍋爐回水又不能充分吸收系統(tǒng)中出煙口、煙火門待處的有效熱量，爐水在循環(huán)中不能完全按理想的運(yùn)行線路行走，從而造成鍋爐熱效率較低。

2.水冷壁管爆管。水冷壁是鍋爐的重要承壓部件之一，1臺4噸常壓熱水鍋爐水冷壁管有兩種，規(guī)格為φ60×3.5，長的有47根，短的有42根，共計89根，只要有一根水冷壁管爆管，鍋爐就無法繼續(xù)使用，只能停爐檢修。將拆下來的水冷壁管進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)水冷壁管爆管口管壁變薄，管內(nèi)部分被塊狀水垢及雜質(zhì)堵塞，且管爆口有明顯高溫氧化現(xiàn)象。

原因分析：水冷壁管一般材質(zhì)是20G，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，管直徑φ57mm，管壁厚3.5mm，工作溫度在450℃～650℃之間。爆管的原因一是水冷壁管內(nèi)部氧腐蝕和外部爐火的熱輻射造成水冷壁管變?。欢清佂矁?nèi)爐水因長時間受熱及水處理不合理而產(chǎn)生水垢渣塊，堆積在鍋筒底部，在水循環(huán)動力的作用下進(jìn)入水冷壁管，將水冷壁管逐漸堵塞并最終堵死，爐水無法通過進(jìn)行正常循環(huán)，產(chǎn)生停滯現(xiàn)象，影響水循環(huán)流量，造成管子局部過熱，水冷壁管在此處受高溫而發(fā)生蠕變，使管子脹粗而減薄，然后形成微裂紋，當(dāng)積累到一定程度時即發(fā)生爆破，形成爆管。

二、改進(jìn)措施

1.使鍋爐本體的水實(shí)行強(qiáng)制循環(huán)。對鍋爐回水管路進(jìn)行改造，一是將供暖系統(tǒng)的部分回水經(jīng)過改造的鍋爐后水套裝置加熱后，通過專用管路送達(dá)鍋筒內(nèi)部；二是在鍋筒內(nèi)部加焊一根直徑小于回水管的橫管，一端與回水管相連，另一端變?nèi)ê蠓謩e直接與前后下降管相連接。這樣，供暖系統(tǒng)另外一部分的回水可直接從下降管流入下邊箱，經(jīng)過加熱后，由水冷壁管上流至鍋筒，再送到供暖系統(tǒng)中。這樣，爐水在循環(huán)中就完全可以借助循環(huán)泵的力量按理想的運(yùn)行線路行走，充分吸收熱量后再進(jìn)入到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)真正意義上的強(qiáng)制循環(huán)。

2.對鍋爐后出煙口進(jìn)行改造。在鍋爐后面的排塵口后邊增加一個長度約2m見方的水套裝置，在出煙方向的上部、前部、左邊和右邊設(shè)置內(nèi)部隔層，隔層間距約為300mm，要確保水套內(nèi)可容納1.5噸左右的爐水。水套裝置中間為空的，用于煙塵的順利排出。供暖系統(tǒng)的部分回水先進(jìn)入水套，再通過水套送入鍋爐鍋筒內(nèi)。這樣改造后的出煙口就會有兩個方面的作用：一是可以將鍋爐內(nèi)煙塵帶出的較大顆粒的粉塵，通過粉塵自重進(jìn)行重力除塵，減少較大顆粒煙塵對引風(fēng)機(jī)葉輪的磨損，延長引風(fēng)機(jī)的使用壽命；二是可使鍋爐回水充分將溫度達(dá)170℃的煙塵的熱量進(jìn)行吸收，增加進(jìn)入鍋爐筒內(nèi)爐水的溫度，有效降低煤耗。

3.將鍋筒本體整體提高200mm。相對來說就是將鍋爐的兩側(cè)下降管和水冷壁的垂直高度提高200mm，其目的主要是增大爐膛內(nèi)的受熱空間，增加水冷壁管和下降管的受熱面積，確保循環(huán)水在鍋爐本體的運(yùn)行時間內(nèi)能使溫度加熱達(dá)到110℃的要求，滿足供暖需求。

4.去除鍋筒本體一側(cè)的煙火門。通常鍋爐都會裝設(shè)兩個煙火門，其主要作用是便于觀察爐膛內(nèi)的情況，檢查煤燃燒過程中火焰的顏色，通過火焰的顏色來判斷爐膛內(nèi)負(fù)壓的大小和煤燃燒是否充分。其實(shí)在實(shí)際運(yùn)行中一個煙火門就能滿足要求。將其中一側(cè)煙火門拆除，并將此觀察口封閉后，在此處可以增加安裝4根水冷壁管，爐膛內(nèi)水冷壁管的受熱面積就增加了5%。

5.將水冷壁管伸入鍋爐鍋筒內(nèi)尺寸增大為50 mm。原鍋爐設(shè)計的水冷壁管上部伸入鍋筒后，與鍋筒內(nèi)圓弧相對位置有的相平，有的略低或略高。一旦鍋筒內(nèi)的水經(jīng)長時間燒烤形成水垢后，就容易從此處進(jìn)到入水冷壁管中，水垢很容易卡在水冷壁管有弧度的地方，從而影響到鍋水的正常流動。將水冷壁管伸入鍋筒內(nèi)高度提高50 mm后，鍋爐運(yùn)行中形成的水垢只能沉淀在鍋筒底部，且能有效地存儲，就不會輕易被循環(huán)水帶入水冷壁管中。

三、經(jīng)濟(jì)效益

通過對鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改造，再加上鍋爐工的精心操作，空氣預(yù)熱器的正確使用，不但鍋爐水冷壁管爆管問題得到徹底解決，運(yùn)行熱效率大大提升，而且鍋爐運(yùn)行成本也大幅度降低。一是鍋爐煤耗大幅度降低，原來每個取暖期該臺4噸鍋爐煤耗達(dá)到2000多噸，技術(shù)改造后，煤耗僅為1000噸左右，按現(xiàn)在市場價500元/噸燃煤計算，每年可節(jié)約煤耗成本約50萬元左右。二是維修量大幅度減少，維修成本降低。除了每五年進(jìn)行一次鍋爐大修，集中更換水冷壁管、集箱和連箱等主要磨損件外，沒有進(jìn)行過其他搶修。因此，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

結(jié)語

取暖鍋爐是企業(yè)重要的生活設(shè)備，其在取暖期的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。改造前鍋爐故障頻繁，職工意見很大。通過研討分析，發(fā)現(xiàn)了影響鍋爐運(yùn)行的主要原因，并進(jìn)行了技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了鍋爐在取暖期的正常運(yùn)行。從2010年改造以后，鍋爐再未發(fā)生過爆管情況，且居民室溫平均能達(dá)到25℃左右，完全滿足了冬季供暖的需求，礦區(qū)住戶滿意度達(dá)到前所未有的高度。

參考文獻(xiàn)

[1]朱全利.鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]王瑛玖，伍先波.鍋爐水冷壁爆管原因分析[J].品牌與標(biāo)化，2011（4）：38-39.

[3]周占發(fā)，姜天文，崔鵬，等.220t/h煤粉鍋爐水冷壁爆管原因分析及預(yù)防措施[J].化工科技，2011（2）：42-44.endprint