浅析锅炉运行管理对低温受热面磨损的影响

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1、《宁夏电力)2009年增刊浅析锅炉运行管理对低温受热面磨损的影响马建国(宁夏电力科学研究院，宁夏银川市750011)摘要：燃煤火力发电厂锅炉低温受热面受烟气冲刷磨损严重，给锅炉安全长周期运行带来很大的危害。本文介绍了飞灰磨损的机理、影响因素和运行管理方面的防治措施，对减少磨损、延长锅炉使用寿命有一定的实际意义。关键词：省煤器；磨损；受热面；飞灰颗粒中图分类号：TK223．3文献标志码：B文章编号：1672-3643(2009)zk-0225-031引言2飞灰磨损的机理据统计，燃煤火电厂事故中锅炉事故约占发电厂以煤为燃料的锅炉，烟气携带有大量灰粒和未完事故的63．2％，而承压部件泄

2、漏事故又占锅炉事故的全燃烧的燃料颗粒随烟气高速通过受热面时，对受热86．7％。通过分析锅炉低温受热面因磨损造成爆管泄面管壁将产生冲蚀，从而逐渐使受热管壁变簿，管道承漏的机理、原因，探讨运行管理对于低温受热面磨损的压能力降低超过极限后泄漏或爆管。磨损与下列因素影响，总结运行管理措施，降低燃煤火电厂的锅炉事故有关：(1)与烟气中携带的灰粒浓度有关，烟气携带的率，以期减少锅炉受热面磨损泄露引起的临修次数。灰粒浓度越大，灰粒撞击受热面管壁的次数就越多；发电厂燃煤锅炉在其燃烧过程中会产生大量灰(2)与烟气流速有关，烟气流速越快，烟气中灰粒的动分，随烟气流动时对锅炉受热面管束产生冲刷，使管壁

3、能越大，单位时间内灰粒撞击管壁的次数加快，撞击的表面受到不同程度的磨损。锅炉尾部省煤器受热面中，力度加大；(3)与烟气温度有关，温度低烟气中的灰粒由于烟温低，灰粒硬化，磨损最为严重。当灰粒对受热硬度高，撞击管壁后磨损加快；(4)与烟气携带的灰粒面中的管壁磨损到一定程度时，管壁减薄承压强度降大小、成分有关，成分中含有硬度高的硅晶石会加重磨低而引起泄露，如没有及时停炉，泄露的水汽往往又冲损；(5)与灰粒撞击管壁的角度有关，在一定角度范围刷相邻受热面管壁产生连锁反应，严重时无法维持汽内磨损严重。一般当燃料煤中的灰分越大，烟气流速较包水位可导致紧急停炉。从而对燃煤电厂锅炉的运行高时，受热

4、面磨损越严重。锅炉的尾部烟道由于烟温可靠性、安全性和经济性构成威胁。尤其是近年火电机低，灰粒硬化，烟气流速不均匀，布置在锅炉尾部烟道组建设高速发展，煤炭资源市场供应紧张带来的煤质的受热面磨损最为严重。实践证明，锅炉省煤器的飞灰严重偏离设计值，加速了锅炉低温受热面磨损，使锅炉磨损最为严重，而且总是带有局部性的。烟气飞灰磨损产生的低温受热面爆管事故率不断增飞灰颗粒冲击到金属壁面任一点时，灰粒运行方高。爆管停炉甩负荷不单给电网稳定运行带来不利影向与撞击点切线的夹角一般称为灰粒对此点的冲击夹响，还使锅炉受热面、承压部件产生较大的热应力，间角。灰粒作用到该点的力F可以分解为法向力和切接地影

5、响机组使用寿命。因此，磨损问题就成为锅炉安向力见图1)。全长周期运行中突出的问题。收稿日期：2009—09-08作者简介：马建国(1963一)，男，工程师，从事电力安全生产监督管理工作。·225·《宁夏电力))2009年增刊浅析锅炉运行管理对低温受热面磨损的影响损主要是由于飞灰颗粒的机械作用，即由于飞灰颗粒的冲击作用和切削作用而引起的，其中又以切削作用为主，其影响因素有以下几个方面。3．1流动着的飞灰颗粒的动能它与飞灰颗粒的大小成正比，并和飞灰颗粒速度的平方成正比例关系。即飞灰颗粒越大，速度越高，动能就越大。3-2单位时间内冲击到金属表面的飞灰颗粒量它除与烟气中的飞灰浓度有关外，

6、还与飞灰速度X的一次方成正比例关系。图1力F的分解3．3飞灰颗粒与金属管壁表面发生撞击的可能性飞灰颗粒尺寸和烟气流速成正比飞灰颗粒越大，撞击的可能性越大。可见，影响飞灰对管子磨损的主要因素是烟气流速、飞灰浓度、灰的物理化学性质、受热面布置与结构特性和运行工况。3．3．1烟气流速受热面金属表面的磨损正比于飞灰颗粒的动能和撞击次数。飞灰颗粒的动能和速度的平方成正比，而撞击次数同速度的一次方成正比。这样，管子金属面的磨损就同烟气速度的三次方呈正比例。由此可见，烟气流速对受热面的磨损起决定性作用。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，既所谓的烟气走廊中

7、，由于阻力较小，烟气加速，灰粒也随着加速。在烟气走廊中烟速随流程逐渐加大，局部烟速可达到平均流速的2倍。在靠近墙壁的管子弯头部分，由于这些地方缝隙较大，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，因而靠后墙的管一一子就会受到更大的磨损(见图3)。(a)烟气转向的(b)(c)离心力作用烟气走廊隔离省煤器及水平省煤器的导流作用图3烟气走廊一一3-3．2灰的物理化学特性图2低温过热器管磨损泄漏照片灰粒的大小