鍋爐受熱面磨損原因分析與防治對(duì)策

張瑞峰

（山西大唐國(guó)際云岡熱電有限責(zé)任公司，山西 大同 037039）

鍋爐的受熱面磨損由很多方面的原因引起，我們將針對(duì)這一系列原因進(jìn)行詳細(xì)分析，并結(jié)合實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，就如何防止鍋爐受熱面磨損提出相應(yīng)的對(duì)策，從而減輕其磨損程度。

1 鍋爐受熱面磨損原因分析

鍋爐受熱面磨損主要受煙氣流速、灰分特性、灰粒撞擊方向、煙氣溫度等幾方面的影響，我們主要對(duì)這幾個(gè)原因進(jìn)行分析，為尋找防治措施找到依據(jù)，更好地保護(hù)鍋爐不受磨損。當(dāng)灰粒和未能完全燃燒的固體顆粒通過(guò)鍋爐的受熱面時(shí)，粒子的撞擊會(huì)導(dǎo)致鍋爐受熱面金屬的脫落，這樣會(huì)逐漸地降低鍋爐受熱面的厚度；高速流通空氣之下的灰粒對(duì)鍋爐的影響也很大，煙塵的數(shù)量越多，對(duì)鍋爐的影響也會(huì)越來(lái)越大，此外，撞擊的力度越大，也會(huì)使鍋爐受熱面的磨損越厲害。

1.1 煙氣流速的變化對(duì)鍋爐受熱面磨損的影響

鍋爐受熱面的磨損程度和煙氣流通速度的三次方是成正比的，由于鍋爐的各個(gè)部位都是固定的，不會(huì)發(fā)生改變，因此，煙氣的流速越快，鍋爐產(chǎn)生的煙氣量就會(huì)越多。通常為了保證鍋爐內(nèi)燃料充分的燃燒，我們會(huì)用鼓風(fēng)機(jī)輸送風(fēng)力，使燃料充分燃燒，但有時(shí)空氣量不足，燃料未能充分燃燒，此時(shí)產(chǎn)生的煙氣量就會(huì)增加，煙氣的流速也隨之增加，就會(huì)加大對(duì)鍋爐受熱面的磨損程度。

例如，2011年武鋼新增了一個(gè)高爐，為了保證鍋爐下面的煤能夠充分的燃燒，武鋼同時(shí)引進(jìn)了3臺(tái)引風(fēng)機(jī)，用來(lái)加強(qiáng)燃料的充分燃燒，避免產(chǎn)生大量煙氣及煙氣的高速流動(dòng)，以此減輕鍋爐受熱面的磨損程度。

1.2 灰分特性對(duì)鍋爐受熱面磨損的影響

鍋爐中間產(chǎn)生的灰分顆粒的大小對(duì)鍋爐受熱面產(chǎn)生的影響是不同的：顆粒越大的灰分對(duì)鍋爐的影響就越大?，F(xiàn)在很多燃煤由于質(zhì)量問(wèn)題不能進(jìn)行充分的燃燒，這不但增加了燃煤量，而且使得磨煤機(jī)產(chǎn)生的灰粒會(huì)增加。

很多的顆粒硬度很大，棱角比較分明，這樣的灰分顆粒磨損程度比圓形顆粒的磨損程度更大。如今由于供煤的減少，很多小企業(yè)受利益的驅(qū)使，在煤礦中加入鵝卵石、土等物質(zhì)，導(dǎo)致煤灰的性質(zhì)發(fā)生了改變——煤灰的顆粒更加不規(guī)則，使鍋爐受熱面的磨損程度更加嚴(yán)重。

例如，自2003年以來(lái)，入爐煤的質(zhì)量越來(lái)越差，煤炭燃燒所發(fā)出的熱量也由原來(lái)的2.2×104kJ/kg降到1.6×104kJ/kg，摻雜了土、鵝卵石的煤燃燒產(chǎn)生的灰分上升了1倍以上，這導(dǎo)致鍋爐受熱面的磨損更加嚴(yán)重。

磨損的強(qiáng)度越強(qiáng)，也就說(shuō)明產(chǎn)生的灰分越多，很多爆管的發(fā)生是因?yàn)楝F(xiàn)在的煤燃燒耗煤量增加了1/2，灰分增加了1/5，使得鍋爐的磨損程度為以前的1.75倍，這就大大增加了鍋爐受熱面的磨損程度。

1.3 灰粒的撞擊方向?qū)κ軣崦婺p的影響

灰粒對(duì)鍋爐的撞擊分為垂直方向和切線方向兩種：垂直方向引起的是撞擊磨損；而切線方向是斜撞鍋爐，引起的是摩擦損耗。一般的撞擊類(lèi)損耗，都是因?yàn)殄仩t受到斜撞的摩擦引起的，這時(shí)，既存在一定的撞擊力，還存在一定的摩擦力。撞擊力和摩擦力的大小取決于撞擊的角度和煙氣的流向，角度越小，產(chǎn)生的摩擦力越大，撞擊力越?。唤嵌仍浇咏?0°，產(chǎn)生的撞擊力就越大，摩擦力就越小。鍋爐受熱面磨損的狀況是不均勻的，鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重的部位和管道磨損嚴(yán)重的部位都是一樣的。

1.3.1 空氣預(yù)熱器

一般的電廠多采用管道式的空氣預(yù)熱器，當(dāng)煙氣通過(guò)管道流出時(shí)，造成的管道磨損不是特別嚴(yán)重，但在距離入口處越近的地方，管道的磨損情況越是嚴(yán)重，這是因?yàn)樵诰嚯x入口近的地方，煙氣的流通速度比較快，空氣的流動(dòng)狀態(tài)不是很穩(wěn)定，對(duì)于管子的撞擊力度較大，到后面空氣的狀態(tài)穩(wěn)定了，顆粒逐漸和管道保持平行狀態(tài)，減少了對(duì)管道的磨損。在空氣預(yù)熱器中間，我們還安裝了防磨的套管，但由于燃料燃燒之后產(chǎn)生的煙氣流通速度超過(guò)了估算值，這就造成空氣預(yù)熱器的嚴(yán)重磨損。另外，在長(zhǎng)時(shí)間的鍋爐使用中，并沒(méi)有及時(shí)更換管子，對(duì)于漏氣的地方一般都是用東西塞住，時(shí)間一長(zhǎng)，磨損程度也越來(lái)越嚴(yán)重。

1.3.2 過(guò)熱器、再熱器、省煤器

過(guò)熱器、再熱器、省煤器的排列方式有很多種，煙氣經(jīng)過(guò)的時(shí)候受到磨損最嚴(yán)重的是第一排的管子，后面的管子處于煙氣經(jīng)過(guò)的死角，受到的磨損程度要輕很多，當(dāng)然這種情況主要是在順排的情況下。在錯(cuò)排的情況下，后面兩排的管子受到的磨損要嚴(yán)重些。

1.4 煙氣溫度對(duì)受熱面磨損的影響

煙氣的溫度對(duì)鍋爐受熱面磨損的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①是管子經(jīng)受熱后，耐磨性降低，使得磨損加?。虎谑秋w灰的溫度較高，高溫的飛灰在經(jīng)過(guò)管子時(shí)產(chǎn)生的磨損就會(huì)增大。

2 防治對(duì)策

2.1 對(duì)現(xiàn)階段的運(yùn)行方式和燃燒方法進(jìn)行改進(jìn)

鍋爐出現(xiàn)受損嚴(yán)重的主要原因是燃煤質(zhì)量的下降，因此，在購(gòu)買(mǎi)燃煤的時(shí)候，我們要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，盡量采購(gòu)優(yōu)質(zhì)的燃煤，對(duì)于摻雜其他物質(zhì)的燃煤，要禁止使用，并及時(shí)退回。

要對(duì)鍋爐進(jìn)行全面的檢查，對(duì)受損嚴(yán)重的鍋爐，要做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并進(jìn)行全面維修，避免長(zhǎng)時(shí)間使用鍋爐，以致加劇鍋爐受熱面的磨損。

在燃煤燃燒的時(shí)候，要適當(dāng)采用引風(fēng)機(jī)，使燃煤進(jìn)行充分燃燒，減少煙氣的流量，降低煙氣的流速，減少燃燒的灰分，以此減輕鍋爐受熱面的磨損程度。

對(duì)于空氣預(yù)熱器的管道，要經(jīng)常進(jìn)行檢修，對(duì)于破損的管道，我們要及時(shí)進(jìn)行維系或是更換，保證空氣預(yù)熱管受損程度減小，降低空氣預(yù)熱管因長(zhǎng)時(shí)間未維修出現(xiàn)磨損加劇情況的發(fā)生。

最后，建議采用建立鍋爐受熱面使用壽命檔案的方法，及時(shí)了解鍋爐受熱面的使用壽命，加強(qiáng)對(duì)鍋爐受熱面使用時(shí)間的預(yù)測(cè)。同時(shí)，建立定期檢查鍋爐受熱面的制度，定期安排人員檢查，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決。

2.2 對(duì)鍋爐受熱面磨損嚴(yán)重的地方進(jìn)行改造

鍋爐受熱面的磨損程度是不均勻的，我們應(yīng)該在受熱面磨損嚴(yán)重的地方進(jìn)行加厚或者是進(jìn)行改造，以減輕鍋爐的磨損程度。另外，受熱面的支架和管卡的損壞并沒(méi)有引起人們的注意，從而出現(xiàn)了鍋爐磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象，所以我們要及時(shí)對(duì)這些部位進(jìn)行檢修，及時(shí)更換這些裝置，以減輕鍋爐受熱面的磨損程度。

2.3 對(duì)鍋爐受熱面易磨損的地方加強(qiáng)維護(hù)

在鍋爐受熱面易磨損的地方，我們采用金屬?lài)娖岷头滥ネ呦嘟Y(jié)合的方法進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)于受熱面已磨損的地方，我們噴涂鎳基合金耐磨材料，安裝防磨瓦，在安裝的時(shí)候保證管排之間的距離，這樣雙管齊下，就能極大地減輕磨損的壓力。

2.4 埋管的防磨

將受磨損嚴(yán)重的管壁進(jìn)行特殊材料的噴涂，會(huì)使埋管的磨損受到控制，每次檢查時(shí)，我們只需對(duì)埋管進(jìn)行檢查更換即可。

3 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)煙氣流速加快時(shí)，產(chǎn)生的摩擦力也會(huì)加大，造成鍋爐受熱面的磨損程度就會(huì)加大；當(dāng)采用劣質(zhì)的、摻雜其他物質(zhì)的燃煤時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量不規(guī)則的顆粒物，這些顆粒物的性質(zhì)和成分發(fā)生了變化，在高速的流通中，對(duì)鍋爐壁產(chǎn)生了摩擦力和撞擊力，增加了鍋爐受熱面的負(fù)荷。針對(duì)以上這些問(wèn)題，我們都能找到解決的方法，在鍋爐受熱面損壞之前，就可以采取措施進(jìn)行防治，或是在發(fā)現(xiàn)受熱面受損時(shí)就及時(shí)采取措施，防止磨損加劇。只有這樣，我們才能確保鍋爐正常運(yùn)作，更好地保護(hù)鍋爐受熱面。

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