電站鍋爐受熱面磨損類型與防護(hù)

包鋼（沈陽特種設(shè)備檢測(cè)研究院，遼寧 沈陽 110036）

電站鍋爐受熱面磨損類型與防護(hù)

包鋼（沈陽特種設(shè)備檢測(cè)研究院，遼寧 沈陽 110036）

受熱面磨損是電站鍋爐爆管主要原因之一，其危害性不能忽視，研究分析電站鍋爐受熱面磨損機(jī)理與類別，尋求防護(hù)磨損的對(duì)策，對(duì)避免因磨損泄露造成鍋爐停運(yùn)有重要意義。

電站鍋爐；磨損；對(duì)策。

受熱面磨損是影響電站鍋爐安全運(yùn)行的重要因素之一，隨著材料技術(shù)的發(fā)展，電站鍋爐受熱面磨損比率逐漸減小，但其危害性不容忽視。本文從磨損機(jī)理入手，對(duì)不同類型的磨損形式分析歸納，并制定防范對(duì)策。

1 磨損機(jī)理

當(dāng)煙氣通過受熱面時(shí)，灰粒以一定速度沖擊受熱面管，往往會(huì)導(dǎo)致受熱面管磨損破壞。根據(jù)磨損機(jī)理的不同，磨損通?？煞譃閮煞N不同的類型，即變形磨損和切削磨損。變形磨損是當(dāng)灰粒以接近90°沖擊受熱面管時(shí)，受熱面管表面將形成塑性變形層，在灰粒反復(fù)的沖擊下，使表層逐漸脫落。切削磨損是灰粒以較小角度沖擊受熱面管，產(chǎn)生剪切力的作用，將受熱面管表面一小塊一小塊地“刮去”。

在實(shí)際爐內(nèi)過程中，這兩類磨損往往是同時(shí)存在的，都與煙速和灰粒特性有關(guān)。飛灰中夾帯SiO2、Fe2O3、Al2O3等硬顆粒高速?zèng)_刷管子表面，使管壁減薄爆管。煙速或局部煙速越快，顆粒越粗、越硬，對(duì)管壁的撞擊力就越大；煙氣中灰濃度越大，撞擊的次數(shù)就越多。結(jié)果都將加速受熱面的磨損。

2 受熱面磨損類型

2.1 吹損

由于鍋爐燃燒工況不好會(huì)導(dǎo)致受熱面積灰、結(jié)焦，為提高傳熱效率，保證鍋爐機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就不得不使用吹灰器進(jìn)行吹灰。但吹灰是造成鍋爐受熱面管吹損、管壁減薄的重要原因之一，也就是檢驗(yàn)中常能遇見的鍋爐爆管問題。受熱面吹灰器按布置形式一般可分為墻式吹灰器、伸縮式吹灰器和半伸縮式吹灰器。受熱面吹損主要有以下幾個(gè)方面所導(dǎo)致：（1）吹灰器在運(yùn)行過程中存在故障，如不旋轉(zhuǎn)、卡死等；（2）吹灰器帶水，造成這種現(xiàn)象的原因有吹灰器閥門內(nèi)漏、疏水不暢、暖管時(shí)間不夠等；（3）吹灰時(shí)壓力過高或頻率過快；（4）全伸縮式吹灰器伸出長(zhǎng)度長(zhǎng)，加之工作環(huán)境溫度過高，使得吹灰槍撓度過大，從而導(dǎo)致吹灰槍最長(zhǎng)行程區(qū)域的受熱面管吹損嚴(yán)重；（5）吹灰器伸出長(zhǎng)度不夠?qū)е碌目拷鼱t墻的受熱面管吹損嚴(yán)重。

2.2 受熱面管碰損

由于碰撞造成的管子壁厚減薄現(xiàn)象稱之為碰損。鍋爐運(yùn)行過程中，由于高溫?zé)煔饬鲃?dòng)不穩(wěn)定等因素會(huì)導(dǎo)致管屏發(fā)生振動(dòng)，爐膛上方及水平煙道內(nèi)的受熱面管屏與其冷卻定位管和夾持管間會(huì)產(chǎn)生碰損。另外，其他受熱面管之間以及受熱面管與管卡等相鄰部件之間也會(huì)有碰損。若發(fā)現(xiàn)有碰損的部位，應(yīng)當(dāng)根據(jù)剩余壁厚采取補(bǔ)焊、換管或采取防碰磨損等措施，例如，增加防磨塊的辦法。

2.3 煙氣磨損

電站鍋爐尾部受熱面會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)煙氣磨損的問題，這是因?yàn)槲膊繜煹赖臒煔鉁囟容^低，煙氣中灰粒從熔融軟化的狀態(tài)變?yōu)檩^為堅(jiān)硬的狀態(tài)，對(duì)管壁的沖擊動(dòng)量加大，從而導(dǎo)致磨損的加劇。檢驗(yàn)中會(huì)發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)部位的管壁減?。旱蜏剡^熱器迎風(fēng)面管排的彎管部位、側(cè)包墻過熱器存在煙氣走廊的部位、省煤器迎風(fēng)面靠爐后部位等，這幾處管壁減薄量超標(biāo)均因煙氣磨損所致。

3 受熱面磨損防護(hù)措施

3.1 改進(jìn)不合理結(jié)構(gòu)布置

合理的布置結(jié)構(gòu)是防止受熱面管子磨損的基礎(chǔ)。為消除局部煙速突然加快、形成煙氣走廊、渦流等現(xiàn)象，可以考慮在尾部包墻處加裝均流擋板。為消除灰粒二次沖刷磨損，可在不影響受熱總面積情況下，將錯(cuò)列布置管排改成順列布置，減輕對(duì)受熱面磨損。為消除飛灰濃度過高產(chǎn)生的磨損，可以考慮在爐內(nèi)、外加裝除塵器，使高濃度煙灰經(jīng)分離進(jìn)入除塵器，低濃度煙灰流經(jīng)受熱面，從而減少對(duì)受熱面的磨損。

3.2 加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行管理

適當(dāng)降低一次風(fēng)風(fēng)速，采用較低、合理的過量空氣系數(shù)運(yùn)行,盡量消除爐墻漏風(fēng)和爐內(nèi)負(fù)壓過大運(yùn)行，以避免增大尾部煙氣流速。控制煤粉細(xì)度在規(guī)定范圍內(nèi)，煤粉太粗燃燒會(huì)不完全，飛灰濃度會(huì)增加，加劇受熱面的磨損。

3.3 加防磨裝置

目前電廠針對(duì)受熱面磨損問題主要采取加裝防磨護(hù)板、熱噴涂、鋪設(shè)耐磨層等手段進(jìn)行治理。

（1）防磨護(hù)板。即在管子的迎煙氣或蒸汽側(cè)加裝一層半圓形金屬護(hù)板，起到保護(hù)管子的作用。在鍋爐運(yùn)行一定時(shí)間，防磨護(hù)板磨損嚴(yán)重后，就需要更換防磨護(hù)板。設(shè)計(jì)防磨護(hù)板時(shí)需要根據(jù)煙溫選取合適的材料，材料的使用溫度要高于煙氣溫度。

（2）熱噴涂。即采用先進(jìn)的工藝方法，在受熱面表面噴涂金屬涂層。熱噴涂主要是針對(duì)有大面積、固定區(qū)域的磨損傾向的受熱面,如水冷壁、過熱器易受磨損的區(qū)域。熱噴涂的材料、施工工藝把握好的前提下,其防磨效果也不錯(cuò)。

（3）鋪設(shè)耐磨層。這種方法是在容易產(chǎn)生磨損的部位鋪設(shè)耐磨耐火料，這種方法只適用于水冷壁或包墻的某些特殊位置，而且大面積使用比較困難，如果是爐膛區(qū)域還容易產(chǎn)生結(jié)焦。

4 結(jié)語

受熱面的磨損是電站鍋爐在運(yùn)行過程中不可避免的現(xiàn)象,如何把這種磨損降低到最小程度是鍋爐使用單位比較關(guān)心的問題，這需要從多方面入手。首先，要重視檢修，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)；第二,在運(yùn)行調(diào)整方面要加強(qiáng)全過程及動(dòng)態(tài)管理,合理配風(fēng)、降低煙氣流速、選用最佳的煤粉細(xì)度,優(yōu)化及監(jiān)控爐內(nèi)燃燒工況,保持爐內(nèi)的速度場(chǎng)濃度場(chǎng)分布均勻。第三，尋求對(duì)策解決電廠入爐煤質(zhì)差，實(shí)際所燒的煤質(zhì)與設(shè)計(jì)煤差別大,含灰量偏高等問題。

[1]李國華.鍋爐尾部受熱面積灰的危害與預(yù)防[J].有色冶金節(jié)能,2002(5).

[2]傅敏,岳增武,雒利勇,等.鍋爐省煤器的飛灰磨損狀態(tài)及材料耐磨性能淺析[J].山東電力技術(shù),2000(2).

包鋼（1968-），男，高級(jí)工程師，主要從事鍋爐檢驗(yàn)方面工作。