電站鍋爐受熱面磨損類型與防護

包鋼（沈陽特種設備檢測研究院，遼寧 沈陽 110036）

電站鍋爐受熱面磨損類型與防護

包鋼（沈陽特種設備檢測研究院，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理與類別，尋求防護磨損的對策，對避免因磨損泄露造成鍋爐停運有重要意義。

電站鍋爐；磨損；對策。

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

1 磨損機理

當煙氣通過受熱面時，灰粒以一定速度沖擊受熱面管，往往會導致受熱面管磨損破壞。根據磨損機理的不同，磨損通常可分為兩種不同的類型，即變形磨損和切削磨損。變形磨損是當灰粒以接近90°沖擊受熱面管時，受熱面管表面將形成塑性變形層，在灰粒反復的沖擊下，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”。

在實際爐內過程中，這兩類磨損往往是同時存在的，都與煙速和灰粒特性有關。飛灰中夾帯SiO2、Fe2O3、Al2O3等硬顆粒高速沖刷管子表面，使管壁減薄爆管。煙速或局部煙速越快，顆粒越粗、越硬，對管壁的撞擊力就越大；煙氣中灰濃度越大，撞擊的次數就越多。結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導致受熱面積灰、結焦，為提高傳熱效率，保證鍋爐機組安全經濟運行，就不得不使用吹灰器進行吹灰。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方面所導致：（1）吹灰器在運行過程中存在故障，如不旋轉、卡死等；（2）吹灰器帶水，造成這種現象的原因有吹灰器閥門內漏、疏水不暢、暖管時間不夠等；（3）吹灰時壓力過高或頻率過快；（4）全伸縮式吹灰器伸出長度長，加之工作環境溫度過高，使得吹灰槍撓度過大，從而導致吹灰槍最長行程區域的受熱面管吹損嚴重；（5）吹灰器伸出長度不夠導致的靠近爐墻的受熱面管吹損嚴重。

2.2 受熱面管碰損

由于碰撞造成的管子壁厚減薄現象稱之為碰損。鍋爐運行過程中，由于高溫煙氣流動不穩定等因素會導致管屏發生振動，爐膛上方及水平煙道內的受熱面管屏與其冷卻定位管和夾持管間會產生碰損。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有碰損。若發現有碰損的部位，應當根據剩余壁厚采取補焊、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經常出現煙氣磨損的問題，這是因為尾部煙道的煙氣溫度較低，煙氣中灰粒從熔融軟化的狀態變為較為堅硬的狀態，對管壁的沖擊動量加大，從而導致磨損的加劇。檢驗中會發現以下幾個部位的管壁減薄：低溫過熱器迎風面管排的彎管部位、側包墻過熱器存在煙氣走廊的部位、省煤器迎風面靠爐后部位等，這幾處管壁減薄量超標均因煙氣磨損所致。

3 受熱面磨損防護措施

3.1 改進不合理結構布置

合理的布置結構是防止受熱面管子磨損的基礎。為消除局部煙速突然加快、形成煙氣走廊、渦流等現象，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，將錯列布置管排改成順列布置，減輕對受熱面磨損。為消除飛灰濃度過高產生的磨損，可以考慮在爐內、外加裝除塵器，使高濃度煙灰經分離進入除塵器，低濃度煙灰流經受熱面，從而減少對受熱面的磨損。

3.2 加強設備運行管理

適當降低一次風風速，采用較低、合理的過量空氣系數運行,盡量消除爐墻漏風和爐內負壓過大運行，以避免增大尾部煙氣流速。控制煤粉細度在規定范圍內，煤粉太粗燃燒會不完全，飛灰濃度會增加，加劇受熱面的磨損。

3.3 加防磨裝置

目前電廠針對受熱面磨損問題主要采取加裝防磨護板、熱噴涂、鋪設耐磨層等手段進行治理。

（1）防磨護板。即在管子的迎煙氣或蒸汽側加裝一層半圓形金屬護板，起到保護管子的作用。在鍋爐運行一定時間，防磨護板磨損嚴重后，就需要更換防磨護板。設計防磨護板時需要根據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。熱噴涂主要是針對有大面積、固定區域的磨損傾向的受熱面,如水冷壁、過熱器易受磨損的區域。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。

（3）鋪設耐磨層。這種方法是在容易產生磨損的部位鋪設耐磨耐火料，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，如果是爐膛區域還容易產生結焦。

4 結語

受熱面的磨損是電站鍋爐在運行過程中不可避免的現象,如何把這種磨損降低到最小程度是鍋爐使用單位比較關心的問題，這需要從多方面入手。首先，要重視檢修，加強對設備的維護和保養；第二,在運行調整方面要加強全過程及動態管理,合理配風、降低煙氣流速、選用最佳的煤粉細度,優化及監控爐內燃燒工況,保持爐內的速度場濃度場分布均勻。第三，尋求對策解決電廠入爐煤質差，實際所燒的煤質與設計煤差別大,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防[J].有色冶金節能,2002(5).

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

包鋼（1968-），男，高級工程師，主要從事鍋爐檢驗方面工作。