锅炉水击现象分析与处理

锅炉水击现象分析与处理

摘要：通过对某钢厂75t/h高炉煤气锅炉水击事故分析，发现给水管道上的止回阀失效是造成锅炉发生水击的主要因素，给水泵最小流量阀选型错误也是造成锅炉水击重要因素。

关键词：锅炉水击给水

水击是指有压管道中，液体流速发生急剧变化引起的压强大幅度波动的现象。水击产生的机理主要是以下几种方式：(1)水的惯性与可压缩气体(如空气或蒸汽等)发生作用，发生震荡，从而产生巨大的冲击；2)蒸汽遇到水或者其他低温管道，蒸汽的部分热量被吸收从而凝结成水，体积突然减小，形成局部真空，引起周围介质高速冲击；

3)当水或者汽等液体在压力系统中流动时，遇到突然开闭阀门或者水泵的突然启停，液体的流动速度发生巨大变化，由于流体的惯性和压缩性，引起系统中流体压力剧烈变化，从而对管道和阀门或者水泵等产生巨大冲击[1-2]。

锅炉系统水击事故多发生在锅筒、省煤器、蒸汽系统。给水系统、循环水系统等汽水系统中，如不及时处理，会损坏设备影响锅炉安全运行，严重的甚至可能造成人身事故。

1 锅炉水击现象

某钢厂有2台75t/h高炉煤气锅炉，其给水系统图见图1所示。2

台锅炉按先后次序投产。

第一台高炉煤气锅炉（先投产）在进行升炉、吹管、停炉过程都出现了不同程度且次数较多的水击。具体现象如下

第一次起泵上水，调阀开度20%左右，流量显示23t/h。水位上到+80mm左右，停泵同时开再循环电动阀，阀还未开到位，即出现上级省煤器引出管剧烈水击震动3~4次。

第二次起泵试补水时，有意识加大给水30～40t/h，此时调阀后建立的压力为0.42MPa。在水位到后先关闸阀、关小调阀，即开始出现第一次剧烈水击声，马上停泵、开再循环电动阀过程出现共5～6次剧烈水击声。

第三次同样起泵上水，调阀后压力0.49MPa。考虑到再循环电动阀开、关到位的延迟(10多秒)，先开此电动阀到位后再停泵，又出现停泵即发生剧烈水击声3次。虽然次数少了，仍不能避免。

2 水击现象的分析

经过分析，猜测锅炉水击的产生主要是由以下几个方面引起。

(1)由于除氧器加热蒸汽尚未接入，给水温度仅为20℃，给水水温过低，温差太大冲击造成的水击。

(2)怀疑给水操作平台闸阀前的止回阀和泵止回阀失效，停泵失

压时，未有效托住（此瞬间汽包压力比省煤器入口压力高）省煤器内的汽水混合物，引起上级省煤器引出管水倒流与省煤器管系内汽的逆向撞击，汽泡瞬间破裂真空，水迅速填补造成剧烈水击。只要再循环阀打开后建立自然循环，汽包压力传导给省煤器混合联箱，即能托住省煤器，汽水混合物同向流后，马上剧烈水击声消失。

因此，对给水操作平台闸阀前的止回阀和泵止回阀进行止回效果试验。

1)试验给水操作平台的止回阀止回效果（汽包有正常水位），首先对其前后阀关死，通过疏水排完此段管内存水后，打开其前电动闸阀，疏水流出连续的少量漏水。证明此止回阀不能起到很有效止回作用。拆开发现阀内结合面被脏物卡伤，经研磨修理恢复正常。

2)试验泵出口的空排止回阀止回效果，发现大量漏水，止回阀失效。

(3)检查给水泵最小流量阀[3]，发现最小流量阀未满足设计要求。当给水泵流量减小到25t/h时，最小流量阀直接切断主给水路，锅炉给水全走给水再循环旁路，此时给水泵不具备向锅炉上水功能，相当于停泵；而此时再循环管路未开，锅筒内的水未能反流到省煤器中，锅炉汽化点下移到省煤器出口处，因而汽水交变产生水击。

3 试验验证

由于工程工期限制，无法等待除氧器加热蒸汽连通；在修复给水操作平台闸阀前的止回阀和更换泵止回阀和最小流量阀后，75t/h高炉煤气锅炉重新升炉，进行吹管试验。

退出冷凝器，关闭进汽，关断（或关小）进水和关小出水后点火升炉，汽包压力0.2MPa左右。

（1）第一次，起泵，调阀缓慢开大流量10、20、30t/h，缓慢回关给汽包补水到+70mm左右稳定。停泵、开再循环电动阀，未出现水击声。

（2）第二次，同样操作，稍提前开再循环电动阀，马上停泵也未出现水击声。

通过上述试验发现，给水泵停泵锅炉发生水击现象消除了；第一台高炉煤气锅炉正常运行后，随后第二台75 t/h高炉煤气锅炉升炉、吹管、停炉过程中再未发生水击现象。

经过回访，这2台高炉煤气锅炉至今运行2年，再未发生水击现象。

4 结语

通过上述试验分析发现，造成锅炉发生水击现象的几个可能因素中，给水管道上的止回阀失效是造成锅炉发生水击的主要因素，给水泵最小流量阀选型错误也是造成锅炉水击重要因素，而给水温度过低

是引起锅炉水击次要因素。

对于锅炉调试和运行水击现象的防范给予以下几点建议。

冷凝器负荷较低时，可不投冷凝器系统；关闭进汽，关断（或关小）进水和关小出水。随负荷增加时，根据过热器蒸汽温度调整的需要，逐步开大进、出水量。

必须确保泵出口止回阀和泵最小流量阀的正常有效，出现异常情况时，需及时切换泵，予以处理完善。

锅炉事故停泵是属于极端事件，锅炉发生短时震动（非剧烈水击）是可承受，但对锅炉是有伤害的。锅炉运行期间不得停泵，备用泵随时待用。汽包水位控制，通过给水操作台调阀进行缓慢、连续调整。

参考文献

[1]李树慧，蔡怀森．浅析水击理论的发展及现状[J].科技信息，2010(3):30—31.

[2]仇云林，许恒，唐璐.热电厂给水再循环管道振动原因分析及治理[J].广西电力，2011(34):41-42.

[3]徐军峰，李金良，李伟.给水再循环最小流量调节阀[J]，东方锅炉，2012(184):33-38.