燃煤锅炉的飞灰磨损因素及防磨措施
锅炉飞灰磨损原因分析和预防性维护措施

锅炉飞灰磨损原因分析和预防性维护措施概述锅炉尾部受热面处(省煤器、空气预热器)烟气温度比较低,烟气粒相对较硬,其中灰损尤为突出。
一旦锅炉因磨损发生泄露将会造成以下结果。
1、导致锅炉带负荷能力下降厂用电率升高,每吨蒸汽的用煤量升高,发电成本升高。
2、导致锅炉停炉停机,造成的直接损失和间接损失巨大。
我曾经遇到这样一种情况:有两台相同炉型,不是一个厂家生产的锅炉,有一段受热面磨损量不一样,有一台不到5年就磨损泄露,另一台用了10年没有发生泄露,经检查,通过对其磨损原因逐一分析得出以下结论:烟气流速不一样所致。
导致烟气流速不一致的原因是:烟气通流界面不同。
一、影响燃煤锅炉管壁飞灰磨损量的因素锅炉尾部受热面处(省煤器、空气预热器)的飞灰磨损程度决定于烟气流速、烟气温度飞灰浓度等因素。
T=cημτW3T——管壁表面单位面积磨损量,克/米2C——飞灰的磨损系数η——飞灰撞击管壁的机会率τ——时间,小时W——飞灰速度1、烟气流速W。
查阅设计计算书提供:该段烟气流速一台为7.8米/秒,一台为12米/秒。
现场检查流速小的一段烟气通流面积,比流速大通流面积大0.8平方米。
飞灰磨损量与烟气流速的三次方成正比,即烟气的流速增加1倍,磨损速度至少增加7倍。
由此可见,烟气流速对受热面的磨损起着决定性的作用。
锅炉运行时影响烟气流速的原因主要有以下原因当锅炉超出额定负荷运行时,烟速将超出设计值,飞灰对管壁的均匀磨损大大加剧。
当断面烟速分布不均匀时,烟速大的部位磨损比烟速小的部位厉害,如烟气走廊。
因烟气走廊处阻力较小,局部烟速可增大到平均烟速的2倍,甚至更大,使该处管子磨损较严重。
在锅炉尾部受热面处,下列部位易形成烟气走廊:(1)省煤器蛇形管排的弯头与竖井烟道两侧墙之间;(2)蛇形管排边排管及穿墙部位;(3)蛇形管排的管卡部位、管排交叉部位。
因为管排卡子主要是为管排平整、烟气均匀通过,防止形成烟气走廊的固定限位措施。
在卡子脱落、错位、烧损处,在管排交叉部位附近以及管排中有异物存在周围,由于烟气流向局部发生变化,流速加快,易发生局部冲刷磨损现象。
锅炉受热面磨损原因分析与防治对策

性、 灰 粒 的撞 击 方 向 、 烟 气 的 温度 都 会 对锅 炉 受 热 面磨 损 产 生 影 响 。 烟 气的 流 动 速度 越 快 , 灰 分 中 间的 颗 粒 物 越 不规 则 。 灰 粒 的撞 击方 向越 接 近 9 O 。 , 烟 气 的温 度 越 高 , 都 会 导 致 锅 炉 的 受热 面磨 损 程 度 越 大 。现 阶段 ,我 们 需 要 对锅 炉 的燃 烧 方 法和 锅 炉 的 运 行 方 式 进 行 调 整。 以保证 燃煤 的 充分 燃 烧 。 与 此 同时 , 我 们 还要 对 已出现 磨 损 的部 位 进 行 加 厚 或 及 时的
了防磨 的套管 , 但 由于燃料燃烧之后产生 的烟气流通速度超过 了 估算值 , 这就造成空气预热器的严重磨损 。 另外 , 在长时间的锅 炉 使用 中, 并 没有及时更换管子 , 对于漏气 的地方一般都 是用东西 塞住 , 时间一长 , 磨损程度也越来越严重 。
1 . 3 . 2 过 热器、 再热器、 省 煤 器 过热器、 再热器 、 省煤器 的排列方式有很多种 , 烟气经 过的时
一
击会导致锅炉受热面金属 的脱落 ,这样会逐渐地 降低锅炉受热 面 的厚度 ; 高速流通空气之下 的灰粒对锅炉 的影响也很大 , 烟尘 的数量 越多 , 对 锅炉的影 响也会越来越 大 , 此外 , 撞 击 的力度越 大, 也会使锅炉受热面的磨损越厉 害。 1 . 1 烟气流速的变化对锅炉受热面磨损 的影响 锅炉受热 面的磨损程度 和烟气 流通速度 的三次方是成 正 比
的磨损程度 。 1 . 3 灰粒的撞击方向对受热面磨损的影 响 灰粒对锅炉 的撞击分为垂直方 向和切线方 向两种 : 垂直 方向 引起 的是撞击磨损 ; 而切线方 向是斜撞锅 炉 , 引起的是摩擦损耗 。 般 的撞 击类损耗 , 都是因为锅 炉受 到斜撞 的摩擦 引起 的 , 这时 , 既存在一定的撞击力 , 还存 在一 定的摩擦 力。撞击 力和摩擦 力的 大小取决 于撞 击的角度和烟气 的流 向 , 角度越 小 , 产生 的摩擦 力 越大 , 撞击力越小 ; 角度越接近 9 0 。 , 产生的撞击力就越大 , 摩擦力
浅谈大型锅炉结渣和飞灰磨损的危害及预防措施

浅谈大型锅炉结渣与飞灰磨损的危害及预防措施南通天生港发电有限公司王伟内容提要:介绍锅炉受热面的结渣的诸因素与飞灰磨损的机理,分析锅炉受热面结渣对锅炉安全经济运行的危害,提出预防炉膛及其它受热面结渣的措施。
探讨受热面磨损的机理,分析影响磨损的因素,提出防磨损的途径或方法。
关键词:锅炉结渣飞灰磨损危害措施目前,火力发电厂锅炉受热面的结渣和飞灰磨损一直是威胁机组安全经济运行的主要因素,受热面爆漏造成的主设备非计划停运次数占火力发电机组非计划停运总次数的40~50%,有些机组这个比例数还要大。
直接威胁到电厂的安全运行,同时也给电网安全稳定运行带来了极大的困难。
如何解决受热面结渣和磨损已成为锅炉检修人员关注和研究的问题。
因此我们必须弄清锅炉结渣与飞灰磨损的形成机理从面有针对性地分析出实用的预防措施和方法。
【锅炉的结渣】一、锅炉受热面结渣对锅炉安全经济运行的危害固态排渣煤粉炉在燃烧过程中形成的熔融灰渣在凝固之前接触到受热面时,会粘结在上面,并积聚和发展成一层硬结的灰渣层,这种现象称为结渣。
其基本成因为:受热面的结渣发生于呈熔融状态的灰粒与壁面的碰撞,从而被黏附在壁面上。
因此产生结渣的条件首先是二者间的碰撞,其后灰粒呈熔融状态具有黏附在壁面上的能力。
炉内具有一定的温度分布,一般在煤粉炉火焰中心区域的烟温很高,有相当一部分灰粒呈熔融或半熔融状态;在靠近炉壁区域则烟温较低。
炉内的煤粉或颗粒会随气流而运动,或从气流中分离出来,在这分离的过程中,颗粒的温度会随它从高温区域到达壁面的运动速度、环境温度条件而改变。
如果存在足够的冷却条件,那些原属熔融状态的颗粒将重新固化,失去黏附能力,失去产生结渣的条件;反之产生结渣的程度即大,这就是受热面产生结渣的基本成因。
锅炉受热面结渣对锅炉安全经济运行的危害是相当严重的,可以归纳为下述几个方面:(1)、使炉内传热变差,加剧结渣过程。
水冷壁结渣后,由于灰渣层导热系数极小,即热阻很大,火焰辐射给受热面的热量不能及时传给管内工质,而聚集在灰渣层,使灰渣层表面温度急剧上升,高温烟气贴近灰渣层表面时,不能充分冷却,这就进一步加剧了结渣过程,产生了恶性循环。
2209t锅炉省煤器飞灰磨损分析

2209t/h燃煤锅炉尾部受热面飞灰磨损及预防途径的探讨郑福国王维海(华能德州电厂, 山东德州253024)摘要:燃煤锅炉尾部受热面飞灰磨损是火力发电厂普遍存在的问题,研究分析其磨损机理,掌握尾部受热面飞灰磨损的规律,制定相应的防范措施,对减轻磨损、避免锅炉泄漏爆管事故,延长锅炉使用寿命具有重要意义。
关键词:锅炉;尾部受热面;飞灰磨损0 前言燃煤锅炉的烟气中含有大量的飞灰颗粒,流动时对锅炉尾部受热面管束产生冲刷,使管壁表面受到不同程度的磨损,从而对电站锅炉的运行可靠性、安全性和经济性构成威胁。
在燃煤锅炉运行中,因尾部受热面发生磨损泄漏造成的停炉事故占相当大的比例。
锅炉制造厂设计时一般考虑尾部受热面工作寿命为100kh, 而许多锅炉在实际运行5~20kh后,部分受热面就发生严重的磨损,发生泄漏或爆管事故。
锅炉尾部受热面磨损爆管势必造成停炉检修,电厂由此而受到巨大的经济损失,因此, 探索含灰气流对锅炉尾部受热面的冲击磨损机理,提出有效的防磨措施, 对锅炉的安全经济运行具有重要意义。
1 磨损机理烟气流过受热面时,其中的飞灰颗粒对受热面管壁将产生冲蚀。
当灰粒相对管壁表面的冲击角较小,甚至接近平行时,灰粒主要对管壁产生冲刷磨损。
此时灰粒垂直于管壁表面的分力使它楔入被冲击的管壁,而灰粒与管壁表面相切的分力使灰粒沿管壁表面滑动,两个分力合成的结果对管壁表面起到切削作用,使管壁表面金属颗粒脱离母体而流失。
在大量飞灰长期反复切削作用下,管壁表面将产生磨损。
当灰粒相对管壁表面的冲击角度较大,或接近于垂直时,灰粒主要对管壁产生撞击磨损。
飞灰颗粒以一定运动速度撞击管壁表面,使管壁表面产生微小塑性变形或显微裂纹,在大量灰粒长期反复撞击下,逐渐使塑性变形层脱落而产生磨损。
一般在锅炉受热面的磨损过程中,飞灰对受热面的冲击角度范围为0~90º,因此锅炉尾部受热面的飞灰磨损是冲刷磨损与撞击磨损的综合作用结果。
飞灰磨损的速度主要取决于灰粒的烟气流速(动能)、飞灰浓度、灰粒成份、灰量等等。
【收藏】关于锅炉受热面的磨损

【收藏】关于锅炉受热面的磨损一、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。
火力燃煤锅炉飞灰磨损及对策

火力燃煤锅炉飞灰磨损及对策摘要:摘要针对燃煤锅炉尾部受热面磨损严重的现状,对飞灰磨损机理进行初步研究,分析磨损的机理,并提出相应的预防措施。
关键词:锅炉;飞灰;磨损;对策目前,发电用煤的分布很不均衡,同时发电用煤多是未经过洗选等加工处理的原煤杂质较多,虽然很多电厂都采取了预防锅炉结渣、积灰的措施,但因设计依据不足导致预防措施针对性和技术水平受到限制,主要是机组用煤的煤质特性数据不足。
因此,预防锅炉磨损、提高发电机组的经济运行、降低发电成本有重要作用。
1. 锅炉磨损机理分析含灰气流以一定速度和角度流过受热面时,具有一定动能的灰粒子,对受热面的每次撞击都会切削掉极微小的金属屑,使管壁逐渐减薄,此过程即为磨损。
磨损按其机理大致分为2种:一种是撞击磨损。
撞击磨损是指颗粒垂直撞击固体壁面,使其产生微小的塑性变形或显微裂纹,在长期大量的颗粒反复撞击之下,逐渐使塑性变形层整片脱落而形成的磨损。
另一种是冲刷磨损。
冲刷磨损是指颗粒切向冲刷固体壁面,切削掉固体壁面金属而形成的磨损。
影响对流受热面的磨损的主要因素是飞灰颗粒的动能。
它与飞灰颗粒的质量成正比,并与飞灰颗粒的速度成二次方关系;因此飞灰颗粒越大,速度越高,动能也越大。
飞灰颗粒的质量正比于单位时间内冲击到管壁金属表面上的飞灰量。
它与烟气中飞灰浓度有关,又与飞灰速度成一次方关系。
飞灰颗粒与管壁金属表面发生撞击的可能性系数或飞灰撞击率与飞灰颗粒的大小有关,飞灰颗粒越大,撞击的可能性越大。
通常将上述因素综合考虑,管壁金属表面的磨损量可表示为:式中:为管壁表面的金属磨损量,;为使用时间,;为颗粒的速度,飞灰颗粒很细,可近似地认为滑移速度为0,取为烟气速度,;为飞灰的撞击率,%;为烟气中飞灰的质量浓度,;为与煤种有关的常数;为与受热面材质有关的常数。
从公式(1)可以看出:1)对管子的磨损影响最大,起决定因素的是烟气的流速,流速增加一倍,磨损量则增加9倍。
因此,正确设计省煤器的形状,尺寸、和结构、控制烟气流速是设计者的首要问题。
煤粉锅炉灰渣含碳量对受热面磨损及治理

煤粉锅炉灰渣含碳量对受热面磨损及治理单位省市:新疆维吾尔自治区单位邮编:830019摘要:锅炉炉渣含碳量是影响锅炉效率、安全运行的重要因素之一。
煤粉在炉内燃烧过程中由于运行调整不当及监控不到位,造成燃烧产物中的可燃物增加,各受热面结焦、积灰,由于受热面结焦,传热恶化,局部受热面温度上升,过热器管超温、爆管。
锅炉飞灰含碳量高会加速对锅炉各受热面和引风机叶轮冲刷、磨损加剧,影响各受热面的使用寿命;关键词:灰渣含碳量;受热面;磨损;治理引言:燃煤锅炉尾部烟道积灰,阻力增加,换热降低,锅炉热效率下降。
因烟道积灰,锅炉尾部烟道压差增加,造成锅炉接待负荷受到限制,各受热面因此磨损,管壁减薄,甚至发生泄露,被迫停炉检修,严重影响到装置长周期运行。
1.锅炉灰渣含碳量对锅炉安全、经济的影响锅炉各项损失中,固体未完全燃烧损失Q4是指部分固体燃料颗粒在炉内未能燃尽就被排出炉外而造成的热损失,这些未燃尽的颗粒可能随灰渣从炉膛中被排出,或以飞灰形式随烟气逸出固体未完全燃烧损失仅次于排烟损失。
煤粉炉中,由灰渣中可燃物造成的固体未完全燃烧损失,通常仅占该损失的5%~10%,绝大部分固体未完全燃烧的热损失是由飞灰中可燃物造成的。
1.1飞灰可燃物超标,不仅会增加燃煤消耗量, 机械不完全燃烧损失增加,降低热效率,而且对锅炉的安全运行构成严重威胁,易造成过热器结焦和烟道二次燃烧、低温腐蚀以及对各受热面的冲刷加剧,直接影响各受热面的使用寿命,使锅炉运行的安全性和经济性受到影响。
制粉系统的耗电占厂用电的25%左右,显然,在保证制粉系统出力,控制合理煤粉细度的前提下.降低制粉系统单耗是降低电成本重要的节能途径。
1.2燃煤锅炉的烟气中含有大量的飞灰颗粒,这种颗粒的硬度是灰的几十倍,烟气流动时对锅炉尾部受热面管束产生冲涮,使管壁表面受到不同程度的磨损,从而对电站锅炉的运行可靠性、安全性和经济性构成威胁,极大的缩短了锅炉运行时间,增加受热面泄漏的概率。
锅炉受热面的磨损与腐蚀

锅炉受热面的磨损与腐蚀锅炉受热面的磨损与腐蚀一、锅炉受热面的飞灰磨损燃煤锅炉受热面的飞灰磨损,不但要造成受热面的频繁更换。
使发电成本增加,而且还将造成受热面的泄漏或爆管事故,危害很大。
受热面的飞灰磨损一般都带有局部的性质,在烟速高的烟气走廊区和灰粉浓度大的区域,通常磨损较严重,从被磨损管子的周界来看,磨损程度也是不均匀的。
为了找出减轻磨损的措施,有必要先对飞灰磨损的机理及规律进行讨论。
l、飞灰磨损的机理在锅炉烟道中烟气冲刷受热面时,往往存在一定数量一定动能的飞灰粒子冲击管壁的现象,每次冲击都可能从管壁上削去极其微小数量的金属屑。
日积月累,由于飞灰的不断冲击,管壁将被越削越薄,这就是磨损。
飞灰在冲击管壁时,一般有垂直冲击和斜向冲击两种情况。
垂直冲击造成的磨损称为冲击磨损,冲击磨损作用的结果是使正对气流方向的壁面上出现明显的麻点。
斜向冲击时的冲击力可分为法向分力和切向分力。
法向分力引起冲击磨损,切向分力则引起切削磨损。
由于受热面的各根管子在烟道中所处的位置各不相同,因而各管在沿管周各点所受的冲击力和切向力的作用也不相同,导致飞灰对各管磨损程度的差异。
2、影响飞灰磨损的因素影响飞灰磨损的因素很多,它们之间的关系可用下式表示:式中:T--管壁表面单位面积磨损量,g/m2;C--考虑飞灰磨损性的系数,与飞灰性质及管柬结构特性有关;η一飞灰撞击管壁的机会率,与灰粒所受的惯性力及气流阻力有关;u--烟气中的飞灰浓度,g/m2ω-飞灰速度,一般可认为等于烟气的流速,m/s;τ-时间,h。
由(3一1)式可知,影响飞灰磨损的主要因素有:(1)飞灰速度管壁的磨损量与烟气流速的三次方成正比,因此锅炉运行中对烟气流速的控制可以有效地减轻飞灰对受热面的磨损。
但是烟气流速降低,会造成烟气侧对流放热系数的降低,并增加了积灰与堵灰的可能性,因而应全面考虑,以确定最经济、最安全的烟气流速。
在某些情况下,烟道中会存在没有或只有很少受热面阻隔的狭窄烟气通道,或由于积灰、堵灰等原因形成狭窄通遭,称为烟气走廊在这些区域,烟气流速特别高,有时比平均流速大3—4倍,因而将使磨损量较平均情况增加达数十倍。
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燃煤锅炉的飞灰磨损因素及防磨措施
摘要:磨损是锅炉运行事故的主要原因之一。
文章根据调研资料,综述了主要磨损因素及相应的防磨措施。
关键词:飞灰;磨损因素;防磨措施
电站锅炉和工业锅炉以燃煤为主,而动力用煤含灰量较高,容易形成受热面管子磨损。
受热面的飞灰磨损,是影响锅炉连续稳定运行的主要因素。
特别在尾部受热面,由于烟温降低,灰粒硬化,磨损更为严重。
1 磨损机理
含有硬颗粒的流体相对于固体运动,使固体表面产生的磨损称为冲蚀或冲击磨损。
由于冲击角不同,磨损有冲刷磨损和撞击磨损两种类型。
管壁最大的磨损出现在冲击形成的刨屑刚好能被切向削力所削去的一定角度,θ在40~60 ℃之间,大颗粒对应于较大的θ值。
2 影响磨损的因素
飞灰磨损速度取决于飞灰成份(主要是SiO2含量、含碳量)、飞灰浓度、颗粒的动能、飞灰颗粒的硬度和强度、飞灰形状、烟气温度、烟道漏风量、管束的结构特性、管材的抗磨性能、锅炉运行工况等因素。
据相关文献,磨损量与烟气流速的三次方成正比。
设计计算时选择的烟速对磨损有决定性的影响,因此在水平烟道、尾部烟道处要选取合理的烟速。
磨损主要有以下因素。
2.1 飞灰浓度
单位时间内冲击到金属表面上的飞灰颗粒量,主要与烟气中的飞灰浓度有关。
燃用灰分高、低发热量的煤是必然导致磨损加快的,同时燃煤量也增加也造成烟气中飞灰浓度剧增,增加了过热器、再热器、尾部受热面的磨损。
烟气中飞灰浓度越高,对受热面管的磨损越大,管壁表面单位面积磨损量与烟气的飞灰浓度成正比。
2.2 烟气的流速
由动能公式可知,飞灰颗粒的动能与飞灰颗粒的质量成正比,并和飞灰颗粒的速度的平方成正比。
有数据表明,在燃料种类和烟气冲刷受热面方式相同的情况下,去除其他因素的影响后,管壁表面单位面积磨损量与烟气流速的三次方成正比例关系。
由此可见,烟气流速对受热面的磨损起决定性的作用。
2.3 灰粒的大小、形状、硬度、灰熔点等因素
在锅炉内沿着烟气流程由辐射受热面向低温受热面,灰渣的灰熔点逐步升高,硬度也随之逐步升高。
大尺寸颗粒和较大的烟气流速具有较高的碰撞频率因子。
在磨损中起主要作用的是飞灰中大尺寸颗粒,其次硬度高的颗粒,几何形状尖锐的颗粒也要比球形颗粒冲蚀量大些。
灰粒主要成份是SiO2,含量超过60%时,磨损显著加重。
2.4 管子的布置与结构
受热面受热面的排列节距,如错列、顺列、节距(横向、纵向)对磨损都存在影响。
据相关文献,错列管束在横向节距s 1/d达到2.5时,总磨损量达到最大值。
当灰粒速度一定,且横向节距s 1/d不变的情况下,随着纵向节距s 2/d增大,灰粒撞击管束第二排的速度就越高,磨损越严重。
由于设计、施工质量、不合理结构、管束变形、堵灰等原因,在变形的管排间隙、管束四周与炉墙的间隙中形成烟气短路,由于流动阻力减少,灰粒随着烟气加速,同时飞灰浓度也相应增加。
在烟气短路中烟速随流程逐渐加速,局部烟速可达到平均流速的二倍,甚至更大。
容易产生烟气短路的部位是飞灰磨损较为严重的部位,特别在省煤器、空气预热器区域,烟气温度已降低,灰粒硬度增高,磨损就更为突出。
当烟气水平或向上流经对流烟道转入垂直下行的尾部烟道时,由于烟气转弯的惯性作用,飞灰颗粒被抛向后墙附近,该处浓度增高,此处的几排管子就会受到更多磨损。
2.5 其它磨损因素
除上述因素外,炉型、燃烧方式、管壁温度、烟气成份、锅炉的运行工况(如负荷的变化以及变化频率、煤种的变化以及变化频率、炉内空气动力结构及飞灰的多相流动特性、炉内的传热特性及热流分布特性、吹灰器的布置及其吹扫频率、过量空气系数及燃烧过程控制、炉膛出口温度及排烟温度的控制)等等对磨损均有影响。
飞灰磨损速度随着锅炉运行负荷的增加而增加。
对于负压燃烧的锅炉,烟道漏风量增大时,流速相应增高,磨损随之加快。
燃烧控制不好时,因燃烧不完全导致飞灰含碳量增高,由于焦碳颗粒相对硬度更高,磨损随之加快。
大容量锅炉的过热器、再热器的壁温较高,尤其在偏火时,此时的金属硬度低于小容量锅炉受热面管,磨损随之加快。
在有腐蚀性气氛的烟气中,由于磨损和腐蚀交替进行,磨损速度比中性烟气快4~5倍。
由于吹灰不良等原因导致受热面发生局部堵塞或堵灰时,烟道流通面积缩小使烟气流速增加,形成局部磨损。
由于安装、检修、运行的不足,造成受热面管没有固定牢靠或管卡烧损、变形,管排就会移位、同时产生振动与管卡发生摩擦,导致机械磨损的产生。
3 飞灰磨损的防止措施
应建立锅炉防磨防爆制度,在检修中,对受热面磨损、管外腐蚀、胀粗等情况做有计划的检查,并做好运行调整和检修计划等措施。
3.1 降低飞灰浓度
要确保燃煤质量,采购的煤种成分应尽可能符合设计要求,为燃烧的稳定、燃烬提供最基础的保障。
燃煤的灰分越高,则烟气的飞灰浓度越高,而且燃煤的灰分越高,发热量就越低,发热量越低,必须加大燃煤量来保证蒸发量,导致烟气的飞灰浓度急剧增加,磨损加剧。
必须比较燃料、检修、制粉等各方面的支出费用,用蒸汽产量、连续运行时间来平衡,尽量选用灰分低、高发热量的燃煤,达到节能增产的目的。
3.2 采用合理的烟气流速
烟气流速的提高,在温差一定的情况下可提高对流传热系数,可降低成本。
前文已知烟气流速对磨损的影响最大。
在设计时选用合理的烟气流速,对受热面的磨损影响很大。
必须根据每个锅炉实际情况,认真分析,采用合理的、经济的烟气流速。
根据不同的煤种控制风量,采取不同的烟气流速。
消除风道漏风的影响,运行人员应了解煤质情况,相应做好燃烧调整,保证较佳的过量空气系数和减少漏风,防止磨损。
同时注意控制煤粉细度、降低炉膛出口温度、防止炉内火焰偏斜、保证燃烧完全,火焰均匀。
应及时对各个受热面进行吹灰,可以有效减轻各受热面的结焦和积灰,增强了传热,就可以适当减少燃料,降低烟速,减轻磨损。
3.3 防烟气短路的产生
还应强调,是局部烟气短路引起严重磨损。
为避免形成烟气短路,应保持受热面的横向节距均匀,防止受热面局部堵灰。
受热面管与炉墙的间隙越大,则局部烟速超过平均烟速越多。
在保证受热面膨胀间隙的前提下,尽量减小烟气短路的间隙。
还可以加装合适的阻流板,减小局部流速。
3.4 采用合理的受热面结构
燃用多灰燃料时,采用顺列布置和较大的管径可减轻磨损。
对于错列布置的管束,宜使s1/d>4。
采用鳍片省煤器,可以在较低烟速下得到较高传热系数,对减轻受热面磨损和提高锅炉效率有明显效果。
3.5 局部磨损剧烈部位的防磨措施
由于磨损总是带有局部性,可以在容易引起磨损的部位,装设各种型式的防磨装置或喷涂高强度耐磨合金。
对于受磨损严重的弯头部分可以加装整条防磨
板,或在弯头和直段部分加装防磨罩。
参考文献:
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