（山西鲁能河曲发电有限公司 忻州河曲 036500）
摘要：近年来锅炉U型管圈因水塞，在锅炉点火启动过程中短时过热爆管事件时有发生，给公司带来严重的经济损失，本文通过对锅炉U型管圈水塞形成的原因进行分析，提出预防防范及处理措施。
关键词：水塞；爆管；泄漏
一、锅炉U型管圈水塞爆管经过：
某厂600MW亚临界机组启动并网9小时后机组加负荷至480MW，炉管泄漏装置报警就地确认锅炉55.8米炉右侧观火孔处有明显的泄漏声音，经停炉检查发现后屏过热器右数第六屏内数第二圈U型弯背风面侧有爆口，爆口朝向炉前，爆口呈鱼嘴型，长约74mm，宽约35mm，钝边厚度为5mm，边缘有许多纵向裂纹，从爆口分析为短时过热超温爆管（见图一、图二）。
二、锅炉U型管圈水塞形成原因：
1、锅炉U型管圈水塞形成原因。在锅炉启动初期燃烧较强，为控制升温升压率，减温水使用不当。在机组启动升温升压过程中主蒸汽流量及过热度较低，当喷入大量减温水时减温水没有完全汽化，部分减温水进入过热器U型管圈内，在U型管圈底部生成水塞。随着炉内燃烧的加强，U型管圈内最下部的水受热形成蒸汽，上部的水没有形成蒸汽而是形成一段水柱。后屏过热器入口联箱压力为P1，后屏过热器出口联箱压力为P2，后屏过热器入口联箱与出口联箱差压△P= P1- P2,管内上汽水分离面压力P3，管内下汽水分离面压力P4。
P3= P2+ρｇH2
P4= P1+ρｇ(H1+H2)
P4- P3= P2+ρｇH2- P1-ρｇ(H1+H2)= P1- P2-ρｇH1
当△P=ρｇH1时，内外压差达到平衡，图中蒸汽部分在烟气中干烧，达到金属壁温允许值后，金属内部金相组织发生变化，达到金属许用应力后发生爆管。
三、锅炉U型管圈水塞特点：
锅炉点火启动前进行水压试验放水不彻底、启动过程中减温水系统异常减温水进入系统、锅炉湿保护等各种原因造成锅炉U型管圈过热器内存有积水而形成水塞。水塞的显著特点：
1、由于U型管内形成水塞，过热器进出口联箱差压与水塞液柱压力平衡，导致管内介质流通停滞，随着烟温的升高达到管材允许极限时此处将很快发生短时超温爆管。一般爆管发生在机组启动初期十几个小时内。
2、在机组启动过程中水塞过热器管束管壁温度较正常管束温度明显偏低，随着蒸汽流量及流速的变化，个别管子水塞被冲开后管壁温度会急剧升高。
3、爆口的破口形状、颜色和金属组织具有短时超温特征。
4、爆口位置在U型弯的下部。
四、锅炉U型管圈水塞的防范措施：
为防止锅炉U型管内积水形成水塞导致爆管事件的发生，应做好以下几方面工作：
1、采用虹吸的方法将水压试验时U型管圈内的积水吸出。当锅炉水压试验结束后，降压放水时只打开锅炉末级过热器出口联箱上的排空门，锅炉过热器系统上的其它疏水门、排空门全部关闭，打开锅炉过热器最低点后包墙过热器入口联箱的放水门进行放水。锅炉过热器系统上的各疏水门、排空门都在关闭状态 ，空气只能由过热器出口联箱上的排空门进入，当由锅炉水冷壁下联箱放水时，在大气压力的作用下，积于锅炉过热器内的水，依次由末级过热器出口联箱—→末级过热器U型管束—→末级过热器入口联箱—→二级喷水减温器—→后屏过热器出口联箱—→后屏过热器U型管束—→后屏过热器入口联箱—→后包墙过热器入口联箱放水门排出。按照与正常蒸汽流程相反的方向将存于过热器各段管束内的积水虹吸出去，直到锅炉汽包内出现可见水位，停止锅炉水冷壁下联箱的放水。然后再打开锅炉汽水系统的排空门、疏水门，置于锅炉启动前的状态。
2、带压放水、热炉烘干。锅炉停运检修时采取锅炉带压放水预热进行带压放水，将炉水迅速放尽，利用停炉后的余热烘干U型管圈内的积水。
3、锅炉点火初期，控制升温升压率，控制炉膛烟温在500℃以下将U型管圈内的积水蒸干。
4、锅炉启动初期，在60%额定负荷下，尽量不投减温水，如因锅炉主蒸汽温度高，需投减温水时，可投一级减温水，尽量不投二级减温水，防止高温对流过热器入口联箱二级减温器出口处的过热器管束发生水塞。
5、在使用减温水时，适当降低给水泵转速，减小减温水调阀前后压差提高减温水调阀的调节品质，防止减温水流量大幅度波动引起汽温波动。
6、锅炉启动过程中禁止升温升压速度过快。投煤粉的时间不可过早、投粉量不可突然增大，以防过早的大量使用减温水。
7、快开快关高低旁路对过热器及再热器进行吹扫，使过热器管内蒸汽流速突然增加，造成对流过热器进、出口联箱内压差瞬间增大，将水塞排除。如汽包炉注意汽包水位变化，直流炉注意监视储水箱水位防止水位低炉水循环泵跳闸引起给水流量低保护动作。
8、机组MFT后至点火初期确认减温水系统阀门关闭，防止减温水进入U型管圈内形成水塞。
9、锅炉检修时，定期检查减温器喷嘴，发现喷孔堵塞等异常情况即时消除，防止减温水不能完全雾化进入U型管圈内引起水塞，同时喷嘴脱落进入系统也会引起锅炉爆管。
参考文献：
1.周强泰，锅炉原理（第二版），中国电力初版社，2009年9月。
论文作者:黄占伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第5期
论文发表时间:2016/6/16
标签：锅炉论文; 温水论文; 过热器论文; 蒸汽论文; 积水论文; 疏水论文; 圈内论文; 《电力设备》2016年第5期论文;