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飞灰会对锅炉受热面造成磨损(一)

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【摘要】:
一、飞灰磨损的机理  携带有灰粒和未完全燃烧的燃料颗粒的高速烟气通过受热面时,粒子对受热面的每次撞击都会剥离掉极微小的金属,从而逐渐将受热面管子变薄,烟速越高,灰粒对管壁的撞击力就越大,烟气携带的灰粒越多,撞击的次数就越多,其结果都将加速受热面的磨损。每次撞击磨损可分为两种形式,即冲击磨损和磨擦磨损,固体排渣炉中,当煤中的灰份较大时(收到基灰份大于30%)和烟气流速较高时,会使受热面受到严重的磨损
一、飞灰磨损的机理
  携带有灰粒和未完全燃烧的燃料颗粒的高速烟气通过受热面时,粒子对受热面的每次撞击都会剥离掉极微小的金属,从而逐渐将受热面管子变薄,烟速越高,灰粒对管壁的撞击力就越大,烟气携带的灰粒越多,撞击的次数就越多,其结果都将加速受热面的磨损。每次撞击磨损可分为两种形式,即冲击磨损和磨擦磨损,固体排渣炉中,当煤中的灰份较大时(收到基灰份大于30%)和烟气流速较高时,会使受热面受到严重的磨损。当烟温降低,灰粒硬化且由于气流转弯处飞灰浓度和速度不均,使局部受热面磨损加剧,长时间受磨损而变薄的管壁,由于强度降低造成管子泄漏。受热面飞灰磨损泄漏、爆管有明显的宏观特征,管壁减薄,外表光滑。运行中发生严重泄漏时,可发现为两侧烟温偏差,不及时停炉处理,往往会加大泄漏范围,并且会殃及其它受热面的安全。
 
 
二、磨损原因分析
 
(一)烟气中的飞灰浓度。
  飞灰浓度是指单位时间内冲击到金属表面的飞灰颗粒量,飞灰速度越大,飞灰浓度越高,飞灰颗粒的冲击作用和切削作用使金属表面受到磨损越严重,燃用含灰量较大的煤种灰尘增加,燃煤量也增加,必然导致受热面管磨损加快,受热面管寿命减少。 
 
(二)飞灰磨损性系数。
  飞灰磨损性系数与煤灰的磨损性和管束的布置方式有关。管子的布置方式,如错列、顺列;横向、纵向;斜向节距均对磨损有影响,在错列管束中,横向节距S1/d=2.9时,出现各排管子的磨损最大值。合理的S1/d宜大于4,对于同一S1/d,如增加纵向节距S2/d,可使斜向节距S3/d增加,烟气扰动减弱,磨损也减弱。 
 
(三)烟气的流动。
  流动着的飞灰颗粒的动能,它与飞灰颗粒的大小成正比,与飞灰颗粒的速度成正比,即飞灰颗粒越大,速度越高,动能也越大。在燃料种类和冲刷受热面相同的情况下,烟气速度越大,磨损量越大。
 
  甚至是成多倍的磨损量增加,因此烟气的流速对受热面的磨损起决定性的作用。在烟气流速较低时,极易造成大量的未燃尽的可燃物沉积的及受热面积灰。 
 
(四)灰粒的大小、形状、软硬、灰溶点大小等对磨损均有影响。
  飞灰颗粒越大,撞击的可能性越大,磨损也越大,其次,具有足够硬度和锐利棱角的颗粒要比球形颗粒更严重些。灰粒磨损性能主要决定于灰中SIO的含量,当其含量越过60%时,磨损显著加重。 
 
(五)与管子的布置与结构有关。
  含灰气流在流动过程中,灰粒速度一般小于烟气流速。在管束四周与烟道的间隙中,即所谓的烟气走廊中,由于阻力较小,烟气加速,灰粒也随之加速,增加了设备的磨损。在靠近墙壁的管子弯头部分、人孔门部分,由于这些部位缝隙较大,烟速较高而形成严重的局部磨损。
 
  当烟气经水平对流烟道转入下行尾部烟道时,由于气流转弯,飞灰被抛向后墙附近,使这里的飞灰度增高,因而此位置的管子受到磨损较重,乌海热电厂的尾部两侧水冷壁的人孔弯管,中隔墙的上悬吊管,磨损最重,因为此处烟气转弯烟速较大,增加磨损较大。 
 
(六)其它因素。
  除以上因素外,燃料的灰分,炉型、燃烧方式、烟道形状、局部飞灰浓度、管径等等对磨损均有影响。燃用高灰分、低发热量的劣质煤,更会发生严重磨损。 
 
  造成严重飞灰磨损的原因还有设计结构、安装、检修的不足都可能导致磨损加剧。位于尾部烟气走廊的省煤器、再热器弯头,过热器下弯头,悬吊管及管卡附近的边排管和穿墙管部位是飞灰磨损较为严重的部位,特别是在省煤器区,烟温较低,灰粒较硬,磨损更为突出。
 
  喷燃器、三次风喷嘴附近水冷壁等处。吹灰器所吹的受热面管,都是较为严重磨损部位。在安装、检修过程中,如果受热面管未固定牢或管子受热变形,管排就会发生振动并与管卡发生碰撞磨损,安装管排间距不均匀,间距不符合设计尺寸,造成机械磨损而泄漏。