??? （二）管壁結(jié)垢直接導(dǎo)致了水冷壁管的過熱損壞

??? 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)于碳酸鹽水垢來說，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500℃以上。所以結(jié)垢使管壁超溫過熱，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，因而造成頂棚管和水冷壁管的凸出變形。

??? （三）低壓運(yùn)行下，過冷沸騰是導(dǎo)致水冷壁管結(jié)垢的主要原因

??? 1.本爐為上鍋筒進(jìn)水和出水，屬于自然循環(huán)的熱水鍋爐。自然循環(huán)的熱水鍋爐是靠上升管和下降管水溫不同而造成的重度差形成水循環(huán)動(dòng)力。水循環(huán)安全可靠的必要條件是各回路和各回路的熱偏差管都處于穩(wěn)定的循環(huán)狀態(tài)。而在熱水鍋爐的上升管中，當(dāng)局部熱負(fù)荷較大或工作壓力較低時(shí)，在管內(nèi)可能產(chǎn)生過冷沸騰。因?yàn)樵趬毫Φ偷那闆r下，水的飽和溫度也降低。在發(fā)生過冷沸騰時(shí)，如果靠近管壁的過熱水層厚度不大，則在受熱面形成的氣泡可能直接與欠熱水接觸，此時(shí)的氣泡根部是蒸發(fā)過程。在氣泡超過過熱水層是蒸汽冷凝過程。氣泡的蒸發(fā)和冷凝嚴(yán)重時(shí)可引起水擊，從而導(dǎo)致鍋爐部件的損壞。熱水鍋爐進(jìn)行鍋外化學(xué)處理的補(bǔ)水硬度為0.6毫克當(dāng)量/升，比蒸汽鍋爐大20倍。管內(nèi)的過冷沸騰將直接導(dǎo)致在汽化點(diǎn)附近結(jié)垢加劇。因此對(duì)于熱水鍋爐來說過冷沸騰是很危險(xiǎn)的。而且熱水鍋爐不象蒸汽鍋爐那樣，受熱面的水是汽化蒸發(fā)狀態(tài)，熱水鍋爐的受熱面管子內(nèi)不允許發(fā)生汽化，并且管內(nèi)的水溫也不能過高。所以受熱面管子不發(fā)生超溫、汽化、或過冷沸騰是保證熱水鍋爐自然循環(huán)安全性的主要目的。

??? 本臺(tái)鍋爐右側(cè)水冷壁管水循環(huán)流量小（無引射管接入下降管）。在受熱面管的橫截面上，水溫分布是不同的，管壁處較管中心處水溫高，因此在某段管的橫截面上，當(dāng)平均水溫尚未達(dá)到飽和溫度tbh，而管內(nèi)壁溫度tb卻超過了飽和溫度。兩者之差達(dá)到一定值時(shí)，在管內(nèi)壁開始生成氣泡，發(fā)生汽化，當(dāng)氣泡與欠熱水接觸時(shí)冷凝消失，發(fā)生過冷沸騰現(xiàn)象。過冷沸騰的產(chǎn)生直接導(dǎo)致管內(nèi)壁汽水處的鹽類蒸濃結(jié)垢，垢層的持續(xù)增厚使熱阻不斷加大，管子的導(dǎo)熱性能下降，最終造成管壁超溫，出現(xiàn)過熱變形，以至發(fā)生爆管。

??? 2.鍋爐水冷壁管過冷沸騰校核計(jì)算：

??? ⑴鍋爐運(yùn)行時(shí)避免發(fā)生過冷沸騰的條件：tb＜ts＋△tgr－5

??? 式中：

??? tb管內(nèi)壁面溫度℃，由傳熱方程知tb=t+q/a

??? ts工作壓力下水的飽和溫度℃

??? △tgr發(fā)生過冷沸騰時(shí)管壁過熱度℃

??? △tgr=0.35×q0.3/p0.15

??? q：管內(nèi)壁傳熱熱流密度Kcal/m2h

??? t：流體（欠熱水）水溫度℃

??? a：管內(nèi)壁水對(duì)流換熱系數(shù)a=(7.13+0.0449t)×（wr0.8/dn0.2）

??? wr：管內(nèi)流體

　　質(zhì)量流速kg/m2s?

　　?dn：管內(nèi)徑m