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為什么飛灰會(huì)對(duì)鍋爐受熱面造成磨損?如何來進(jìn)行防范?

一、飛灰磨損的機(jī)理

攜帶有灰粒和未完全燃燒的燃料顆粒的高速煙氣通過受熱面時(shí)，粒子對(duì)受熱面的每次撞擊都會(huì)剝離掉極微小的金屬，從而逐漸將受熱面管子變薄，煙速越高，灰粒對(duì)管壁的撞擊力就越大，煙氣攜帶的灰粒越多，撞擊的次數(shù)就越多，其結(jié)果都將加速受熱面的磨損。每次撞擊磨損可分為兩種形式，即沖擊磨損和磨擦磨損，固體排渣爐中，當(dāng)煤中的灰份較大時(shí)(收到基灰份大于30%)和煙氣流速較高時(shí)，會(huì)使受熱面受到嚴(yán)重的磨損。當(dāng)煙溫降低，灰粒硬化且由于氣流轉(zhuǎn)彎處飛灰濃度和速度不均，使局部受熱面磨損加劇，長(zhǎng)時(shí)間受磨損而變薄的管壁，由于強(qiáng)度降低造成管子泄漏。受熱面飛灰磨損泄漏、爆管有明顯的宏觀特征，管壁減薄，外表光滑。運(yùn)行中發(fā)生嚴(yán)重泄漏時(shí)，可發(fā)現(xiàn)為兩側(cè)煙溫偏差，不及時(shí)停爐處理，往往會(huì)加大泄漏范圍，并且會(huì)殃及其它受熱面的安全。

二、磨損原因分析

 (一)煙氣中的飛灰濃度。飛灰濃度是指單位時(shí)間內(nèi)沖擊到金屬表面的飛灰顆粒量，飛灰速度越大，飛灰濃度越高，飛灰顆粒的沖擊作用和切削作用使金屬表面受到磨損越嚴(yán)重，燃用含灰量較大的煤種灰塵增加，燃煤量也增加，必然導(dǎo)致受熱面管磨損加快，受熱面管壽命減少。

 (二)飛灰磨損性系數(shù)。飛灰磨損性系數(shù)與煤灰的磨損性和管束的布置方式有關(guān)。管子的布置方式，如錯(cuò)列、順列;橫向、縱向;斜向節(jié)距均對(duì)磨損有影響，在錯(cuò)列管束中，橫向節(jié)距S1/d=2.9時(shí)，出現(xiàn)各排管子的磨損最大值。合理的S1/d宜大于4，對(duì)于同一S1/d，如增加縱向節(jié)距S2/d，可使斜向節(jié)距S3/d增加，煙氣擾動(dòng)減弱，磨損也減弱。

 (三)煙氣的流動(dòng)。流動(dòng)著的飛灰顆粒的動(dòng)能，它與飛灰顆粒的大小成正比，與飛灰顆粒的速度成正比，即飛灰顆粒越大，速度越高，動(dòng)能也越大。在燃料種類和沖刷受熱面相同的情況下，煙氣速度越大，磨損量越大。甚至是成多倍的磨損量增加，因此煙氣的流速對(duì)受熱面的磨損起決定性的作用。在煙氣流速較低時(shí)，極易造成大量的未燃盡的可燃物沉積的及受熱面積灰。

 (四)灰粒的大小、形狀、軟硬、灰溶點(diǎn)大小等對(duì)磨損均有影響。飛灰顆粒越大，撞擊的可能性越大，磨損也越大，其次，具有足夠硬度和銳利棱角的顆粒要比球形顆粒更嚴(yán)重些?；伊Ｄp性能主要決定于灰中SIO的含量，當(dāng)其含量越過60%時(shí)，磨損明顯加重。

 (五)與管子的布置與結(jié)構(gòu)有關(guān)。含灰氣流在流動(dòng)過程中，灰粒速度一般小于煙氣流速。在管束四周與煙道的間隙中，即所謂的煙氣走廊中，由于阻力較小，煙氣加速，灰粒也隨之加速，增加了設(shè)備的磨損。在靠近墻壁的管子彎頭部分、人孔門部分，由于這些部位縫隙較大，煙速較高而形成嚴(yán)重的局部磨損。當(dāng)煙氣經(jīng)水平對(duì)流煙道轉(zhuǎn)入下行尾部煙道時(shí)，由于氣流轉(zhuǎn)彎，飛灰被拋向后墻附近，使這里的飛灰度增高，因而此位置的管子受到磨損較重，烏海熱電廠的尾部?jī)蓚?cè)水冷壁的人孔彎管，中隔墻的上懸吊管，磨損較重，因?yàn)榇颂師煔廪D(zhuǎn)彎煙速較大，增加磨損較大。

 (六)其它因素。除以上因素外，燃料的灰分，爐型、燃燒方式、煙道形狀、局部飛灰濃度、管徑等等對(duì)磨損均有影響。燃用高灰分、低發(fā)熱量的劣質(zhì)煤，更會(huì)發(fā)生嚴(yán)重磨損。

造成嚴(yán)重飛灰磨損的原因還有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、安裝、檢修的不足都可能導(dǎo)致磨損加劇。位于尾部煙氣走廊的省煤器、再熱器彎頭，過熱器下彎頭，懸吊管及管卡附近的邊排管和穿墻管部位是飛灰磨損較為嚴(yán)重的部位，特別是在省煤器區(qū)，煙溫較低，灰粒較硬，磨損更為突出。噴燃器、三次風(fēng)噴嘴附近水冷壁等處。吹灰器所吹的受熱面管，都是較為嚴(yán)重磨損部位。在安裝、檢修過程中，如果受熱面管未固定牢或管子受熱變形，管排就會(huì)發(fā)生振動(dòng)并與管卡發(fā)生碰撞磨損，安裝管排間距不均勻，間距不符合設(shè)計(jì)尺寸，造成機(jī)械磨損而泄漏。

三、防止飛灰對(duì)受熱面磨損的措施

 (一)燃料方面措施。

加強(qiáng)運(yùn)行管理，燃料必須保證質(zhì)量，盡可能符合鍋爐設(shè)計(jì)煤種，為穩(wěn)定燃燒提供物質(zhì)基礎(chǔ)。燃煤中灰分越高，煙氣中的灰分越高，燃煤的相應(yīng)發(fā)熱量越低，必燃導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)燃煤量增大，致使煙氣中的飛灰濃度進(jìn)一步增加，磨損速度加劇，所以，我們必須從平衡和比較燃料煤費(fèi)用和降低檢修費(fèi)用、制粉費(fèi)用，減少輸灰費(fèi)用方法入手，盡可能選用灰量低的燃煤節(jié)約生產(chǎn)成本。

 (二)運(yùn)行方面措施。

1.運(yùn)行人員應(yīng)了解近期鍋爐煤質(zhì)情況，及時(shí)做好燃料的調(diào)整，保證良好的過量空氣系數(shù)和減少漏風(fēng)，合理配風(fēng)和防止?fàn)t內(nèi)氣流偏斜，注意控制煤粉細(xì)度，降低爐膛出口扭轉(zhuǎn)殘余和煙溫偏差，減少熱偏差，防止?fàn)t內(nèi)火焰偏斜，注意爐膛出口溫度偏高，避免積灰和過熱器、再熱器表面金屬發(fā)生過熱。保證燃燒完全，火焰均勻充滿度好，要加強(qiáng)對(duì)受熱面的吹灰，可以有效減輕各受熱面的結(jié)焦和積灰，增強(qiáng)了傳熱，可以適當(dāng)減少燃料，降低煙速，減輕磨損。

2.煙氣流速的提高，在傳熱溫差一定的情況，可提高對(duì)流放熱系數(shù)，可降低生產(chǎn)成本，按設(shè)計(jì)選用合理的煙氣流速，根據(jù)實(shí)際情況、根據(jù)不同的煤種，認(rèn)真分析，利用控制風(fēng)門開度，采用合理的經(jīng)濟(jì)的煙氣流速。對(duì)受熱面的磨損影響很大。

 (三)檢修方面采取措施

1.建立防磨防爆制度。加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)制度管理，建立健全鍋爐防磨防爆制度，在鍋爐大、中、小修每次停爐，對(duì)受熱面磨損、管外腐蝕、脹粗和撕裂等情況做定期有計(jì)劃的檢查，防患于未然，保證鍋爐長(zhǎng)周期運(yùn)行。

2.防止煙氣走廊的產(chǎn)生。防止受熱面中產(chǎn)生局部過高的濃度，防止形成局部的煙氣走廊，應(yīng)保持受熱面的橫向節(jié)距均勻，防止受熱面局部堵灰，受熱面管彎頭與爐墻之間和管彎頭之間的間隙越大，則局部煙速超過平均煙速越多，越容易形成煙氣走廊，在保證受熱面膨脹間隙的前提下，盡量減小煙氣走廊的間隙。另外還應(yīng)增加合適的阻流板，以減少局部流速，烏海熱電廠在尾部豎井兩側(cè)為避免形成煙氣走廊，而增加阻流板，避免了磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象。

3.在局部磨損較重的部位加裝防磨蓋板。受熱面的磨損總是帶有局部性，所以在容易引起磨損的部位，裝設(shè)各種型號(hào)的防磨裝置。對(duì)于受磨損嚴(yán)重的彎頭部位可加裝集中的防磨板，或在省煤器的彎頭和直段部分加裝半圓型防磨罩。為了消除省煤器彎頭和爐膛之間煙氣走廊還可加設(shè)多孔防流板，烏海熱電廠的煙氣支撐磨損特別厲害，在原支撐管上加裝角支撐，進(jìn)行導(dǎo)流和加裝防磨套管等。

4.采用合理的受熱面結(jié)構(gòu)布置。