（二）管壁结垢直接导致了水冷壁管的过热损坏

    1．锅炉受热面金属的温度总是高于其中工质的温度。当管壁受热面较清洁时候，由于热量被水吸收而得到充分的冷却，受热面金属的强度在安全工作的范围内。但是，如果受热面结了水垢，金属的状况就会发生向不安全的变化。对于碳酸盐水垢来说，它的热阻是一般钢的几十倍。受热面水垢的存在阻止了金属热量的释放。直接引起管内壁热储量增加，导致管壁温度增高。当管壁结1mm的水垢时，管壁温度将生高100℃以上，而管壁温度升高导致钢材的强度下降。而从现场水冷壁的颜色判断，损坏管处的壁温确实曾经超过500℃以上。所以结垢使管壁超温过热，强度下降，最终导致破裂。
    2.水垢和钢材的热膨胀系数不同，这又导致垢层局部开裂或脱落，这使较低温度的热水与温度相当高的管壁相接触，引起管壁温度的巨大变化，并使管内壁受到冷热应变，产生巨大的应力。以致使管子发生很多裂纹。

    3.管壁温度升高，管子就会发生伸长，因而造成顶棚管和水冷壁管的凸出变形。

    （三）低压运行下，过冷沸腾是导致水冷壁管结垢的主要原因

    1.本炉为上锅筒进水和出水，属于自然循环的热水锅炉。自然循环的热水锅炉是靠上升管和下降管水温不同而造成的重度差形成水循环动力。水循环安全可靠的必要条件是各回路和各回路的热偏差管都处于稳定的循环状态。而在热水锅炉的上升管中，当局部热负荷较大或工作压力较低时，在管内可能产生过冷沸腾。因为在压力低的情况下，水的饱和温度也降低。在发生过冷沸腾时，如果靠近管壁的过热水层厚度不大，则在受热面形成的气泡可能直接与欠热水接触，此时的气泡根部是蒸发过程。在气泡超过过热水层是蒸汽冷凝过程。气泡的蒸发和冷凝严重时可引起水击，从而导致锅炉部件的损坏。热水锅炉进行锅外化学处理的补水硬度为0.6毫克当量/升，比蒸汽锅炉大20倍。管内的过冷沸腾将直接导致在汽化点附近结垢加剧。因此对于热水锅炉来说过冷沸腾是很危险的。而且热水锅炉不象蒸汽锅炉那样，受热面的水是汽化蒸发状态，热水锅炉的受热面管子内不允许发生汽化，并且管内的水温也不能过高。所以受热面管子不发生超温、汽化、或过冷沸腾是保证热水锅炉自然循环安全性的主要目的。

    本台锅炉右侧水冷壁管水循环流量小（无引射管接入下降管）。在受热面管的横截面上，水温分布是不同的，管壁处较管中心处水温高，因此在某段管的横截面上，当平均水温尚未达到饱和温度tbh，而管内壁温度tb却超过了饱和温度。两者之差达到一定值时，在管内壁开始生成气泡，发生汽化，当气泡与欠热水接触时冷凝消失，发生过冷沸腾现象。过冷沸腾的产生直接导致管内壁汽水处的盐类蒸浓结垢，垢层的持续增厚使热阻不断加大，管子的导热性能下降，最终造成管壁超温，出现过热变形，以至发生爆管。

    2.锅炉水冷壁管过冷沸腾校核计算：

    ⑴锅炉运行时避免发生过冷沸腾的条件：tb＜ts＋△tgr－5

    式中：

    tb管内壁面温度℃，由传热方程知tb=t+q/a

    ts工作压力下水的饱和温度℃

    △tgr发生过冷沸腾时管壁过热度℃

    △tgr=0.35×q0.3/p0.15

    q：管内壁传热热流密度Kcal/m2h

    t：流体（欠热水）水温度℃

    a：管内壁水对流换热系数a=(7.13+0.0449t)×（wr0.8/dn0.2）

    wr：管内流体

　　质量流速kg/m2s 

　　 dn：管内径m