水冷壁是鍋爐的重要的受熱面之一，其一側是燃料燃燒所產(chǎn)生的高溫煙氣，一側是高溫高壓的飽和水和蒸汽，運行環(huán)境相當惡劣，兇而時常由于材料的失效而造成水冷壁的事故時常發(fā)生，特別當鍋爐燃煤品質(zhì)不穩(wěn)、質(zhì)量較差時，鍋爐受熱面產(chǎn)生超溫、磨損、積灰、結渣、腐蝕等問題的可能性更大，造成水冷壁受熱面的壽命降低，甚至發(fā)生爆破泄露等事故。兇此，加強對水冷壁受熱面失效機理及防治措施的研究，對鍋爐的安全運行具有十分重要的意義，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    對于控制循環(huán)鍋爐，水冷壁受熱面的上下連箱分別有汽水導管和下降管與汽包連接，形成蒸發(fā)裝置的水循環(huán)系統(tǒng)。其常見的故障有：水面偏低、汽水分層、下降管帶汽、循環(huán)泵汽蝕，膜態(tài)沸騰等。
1、原因分析
    (1)超溫過熱：水冷壁雖然置于高溫火焰中，工作條件相當差，但只要建立良好的水循環(huán)，在管子內(nèi)壁保持一層連續(xù)流動的水膜，管子內(nèi)壁就能得到很好的冷卻，使管壁溫度接近館內(nèi)工質(zhì)溫度。當汽包水位控制偏低，集中下降管帶汽或受熱不均，就可能會照成超溫過熱的現(xiàn)象，甚至超溫爆管。
    水冷壁長期過熱超溫的主要原兇包括以下幾個方面：a．鍋爐啟動點火時，操作不當。比如燃燒器使用不當，在蒸汽量尚小時，投入主火嘴過多，易造成水冷壁壁溫超溫；h．運行中火焰中心向兩
側偏移，導致部分水冷壁管壁熱負荷過高；c．水冷壁管內(nèi)汽水流量過�。籨．水冷壁管內(nèi)產(chǎn)生膜態(tài)沸騰；e．水中雜質(zhì)過多，不能及時排除，在水冷壁管局部發(fā)生腐蝕。
    水冷壁管短期過熱超溫的主要原兇包括：a．鍋爐的結構布置不合理。在布置結構時要保證上、下聯(lián)箱間的壓力差大于水冷壁管內(nèi)汽水混合物液柱的重量，防治出現(xiàn)“自由水面”，以免自由水面上部的管子短期內(nèi)大幅度超溫；回路中各管子的受熱要均勻；沸騰管不可以水平放置，水平放置容易產(chǎn)生汽水分層，在安裝時要保證期傾斜角不應小于30q；h．鍋爐水冷壁管或聯(lián)箱內(nèi)被泥沙、焊條、鐵銹等異物堵塞；c．出現(xiàn)汽塞現(xiàn)象。當汽水在管子內(nèi)部倒流時，蒸汽泡會停止上升，合并成大氣泡，充塞在管子內(nèi)部，寵兒導致管壁局部溫度急速上升而超溫；d．燃燒室工況不穩(wěn)定，火焰中心偏移嚴重；d．汽包缺水等等。
    (2)腐蝕劑磨損：由于受高溫火焰雞煤粉的沖刷，水冷壁受熱面會不同程度地存在腐蝕、結垢、磨損等問題，造成局部的傳熱不均勻，從而引起超溫爆管。
    (3)熱應力：管子在不斷變化的溫度下，產(chǎn)牛熱應力，致使管徑脹粗，同時管子蠕變的速度也會加快，在達到一定程度后就會在焊口或缺陷處發(fā)生裂縫。
    在長時間高溫的條件下，由于金屬原子擴散速度的增加，會造成鋼材組織結構的變化，鋼材的老化速度加快、熱強度降低、蠕變速度加快，蠕變破壞過程加快，致使管子提前爆破失效。在正常的設計壓力下工作相當于在l0-7mm/h數(shù)量級上發(fā)生正常的徑向蠕變；當管子超溫運行時，即使管子所受的徑向壓力沒有變化，其蠕變速度也會明顯加快而發(fā)生管徑的脹粗。嚴重時候甚至數(shù)十小時就會發(fā)生爆管。
    (4)工藝問題：有些鍋爐在制造、安裝和檢修的過程中，或使用了性能差或有缺陷的鋼管，或者焊接的工藝不符合熱負荷的要求，以致在運行中兇為過熱面超熱而導致鋼管的爆破。
2、危害分析
    在發(fā)生上述一些現(xiàn)象時，會對管道產(chǎn)生嚴重的危害。如磨損、腐蝕、蠕脹、疲勞、過熱等將嚴重影響到受熱面的使用壽命，導致產(chǎn)生爆破泄露等事故，甚至會影響到整個鍋爐的使用壽命；玷污、結渣、結垢等會降低受熱面的傳熱能力，據(jù)統(tǒng)計灰污在受熱面沉積數(shù)小時后，水冷壁的傳熱能力會降低30%-60%，使得爐內(nèi)火焰中心上移，m口溫度相對提高，排煙損失急劇增加；煙氣側阻力的增大，使得鍋爐無法維持在滿負荷下運行，只能通過增加投煤量來解決，繼而又會造成出口煙氣溫度的進一步提升，形成一個惡性循環(huán)造成金屬管子一直處于超溫狀態(tài)下；同時粘結在水冷壁或高溫過熱器上的灰渣會與管壁發(fā)生復雜的化學反應，形成高溫腐蝕。經(jīng)驗表明水冷壁在高溫下的腐蝕速率可以達到0.8-2.6mm/(10-4)h以上，在燃用高硫煤時，在火焰的直接沖刷下，腐蝕區(qū)的腐蝕速度可以達到5 mm/(10-4)h以上。
3、措施探討
    從上面的分析可以看出亞臨界循環(huán)鍋爐水冷壁失效可能有各種原兇所造成的，兇此，對于它的良好維護涉及到各個方面，從設備的選擇、安裝到工作流程的工藝等。首先應該選擇符合工藝熱負荷要求的設備；其次是嚴格按照設備的安裝要求進行安裝并定期的進行設備檢驗；嚴格按照操作規(guī)程進行操作，防止誤操作的Jm現(xiàn)；最后要及時的對出現(xiàn)的問題進行總結、分析，制定相應的防范措施。