摘要：文章分析了锅炉受热面容易出现磨损的部位，以及造成这些磨损的主要原因，并在此基础上提出相关防范措施，防止受热面磨损问题的出现，保证锅炉稳定运行。
关键词：锅炉；受热面；磨损
1 引言
火力发电是目前最主要的电力供应方式，而锅炉是主要的发电设备之一，是一种能量转换设备。随着科学技术的发展，火力发电的规模逐渐向着高效化和复杂化发展，火力发电设备也朝向自动化和智能化方向发展。但在锅炉运行过程中，锅炉受热面依然容易出现磨损，影响锅炉的长期稳定运行。因此需要对锅炉受热面磨损的情况进行分析，提出解决措施，保证锅炉的稳定运行。
2炉膛受热面易磨损主部要位
锅炉受热面出现磨损的主要部位包括炉膛四角、水冷壁、高温过热器和高温再热器出入口（如图1）、水冷壁连接处焊缝、卫燃带区域、温度探测孔四周还有热电偶以及风压测量位置。上述都是炉膛内的构造，也是最容易出现磨损的部位。
图1 高温再热器烟气入口侧磨损
3锅炉受热面磨损的主要原因分析
导致锅炉受热面出现磨损的原因比较复杂，包括物理方面和化学方面共同作用的结果。其中物理方面主要是由于气固冲蚀磨损，介质是气体相和固体相组成的混合介质，也就是炉膛内的炉气混合体以一定的速度和不同角度对锅炉炉膛受热面带来的冲刷所造成的磨损；化学方面主要是锅炉内气体带来的腐蚀，因为炉气中含有一定的硫气，在高温情况下会对受热面带来高温硫化腐蚀。但总的来讲，造成受热面磨损的因素主要是以下三个方面：
3.1磨粒
磨粒就是锅炉炉气内含有的硬质颗粒物质，这是造成冲蚀磨损的主要物质基础。而磨粒的硬度和浓度越高，造成的冲蚀磨损量越大，而且磨粒的形状也对冲蚀磨损有一定的影响，比如说尖角形的磨粒相比圆球形的带来的冲蚀磨损量要大；磨粒的尺寸也是影响冲蚀磨损度的因素，磨粒的尺寸越大，造成的冲蚀磨损量越大。因此对锅炉来说，控制燃料质量可有效减少磨损。
3.2速度
烟气流速是影响锅炉受热面磨损的最主要因素，流动着的磨粒的动能，它与磨粒的大小成正比，与磨粒的速度成正比，即磨粒越大，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及受热面积灰（如图2）。
图2 烟气流速造成的磨损
3.3锅炉受热面构造
含灰气流在流动过程中，磨粒速度一般小于烟气流速。在管束四周与烟道的间隙中，即所谓的烟气走廊中，由于阻力较小，烟气加速，磨粒也随之加速，增加了设备的磨损。在靠近墙壁的管子弯头部分、人孔门部分，由于这些部位缝隙较大，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，磨粒被抛向后墙附近，使这里的磨粒浓度增高，因而此位置的管子受到磨损较重。
4锅炉受热面磨损的防范技术措施
4.1燃料方面
因为燃料对于受热面磨损有很大影响，因此锅炉运行必须保证燃料质量。所以企业在采购燃料时，要综合锅炉设计构造，以及不同燃料的燃烧率分析，尽可能选择最符合锅炉设计的煤种，为稳定燃烧提供物质基础。因为燃煤中灰分越高，烟气中的磨粒越高，燃煤的相应发热量越低，导致单位时间内燃煤量增大，致使烟气中的磨粒浓度进一步增加，加剧磨损程度，因此企业需要从平衡和比较燃料费用和降低检修费用、制粉费用，减少输灰费用方法入手，尽可能选用灰量低的燃煤，节约生产成本。
4.2运行管理方面
一方面应从受热面布置上加以改进，尽量避免形成“烟气走廊”，在管道和出入口易磨损处增加防磨瓦等装置，减少磨损；另一方面还应从运行调整着手，控制锅炉各处的漏风程度，并且合理控制风门开度，选择最合理的烟气流速，降低对受热面的磨损；重视燃烧调整工作，尽可能提高燃料燃烧效率，减少未燃物的出现，避免不完全燃烧的发生。运行人员应了解近期锅炉煤质情况，及时做好燃料的调整，保证最佳的过量空气系数和减少漏风，合理配风和防止炉内气流偏斜，注意控制煤粉细度，降低炉膛出口扭转残余和烟温偏差，减少热偏差，防止炉内火焰偏斜，注意炉膛出口温度偏高，避免积灰和过热器、再热器表面金属发生过热。保证燃烧完全，火焰均匀充满度好，要加强对受热面的吹灰，可以有效减轻各受热面的结焦和积灰，增强了传热，可以适当减少燃料，降低烟速，减轻磨损。
4.3检修方面
一是要建立完善的防磨损制度，注重锅炉设备的维护和保养，在锅炉每次检修时都对受热面磨损情况进行评估，实施定期检查，并对问题严重的磨损情况进行处理。二是合理布置受热面，燃用多灰燃料时，采用顺列布置和较大管径可减轻磨损；采用膜式省煤器，可以较低的烟速得到较高的传热率。 三是防止烟气走廊的产生，防止锅炉受热面中产生局部过高的浓度，避免形成局部的烟气走廊，在安装时应保持受热面的横向节距均匀，防止受热面局部堵灰；保持受热面管弯头与炉墙之间和管弯头之间的间隙合适，避免局部烟速超过平均烟速，进而形成烟气走廊；在保证受热面膨胀间隙的前提下，尽量减小烟气走廊的间隙；在受热面合适位置增加阻流板，以减少局部流速，比如尾部竖井两侧，以此降低磨损程度。四是在局部磨损比较严重的部位增加防磨盖板，对于受磨损严重的弯头部位可增加集中的防磨板；在省煤器的弯头和直段部分增加半圆型防磨罩；在省煤器弯头和炉膛之间的烟气走廊增加多孔防流板；在受热面支撑管上加装角支撑和防磨套管，进行导流的同时减少磨损，等。
5结语
锅炉受热面经过长期燃烧会出现普遍的磨损情况，特别是经常遭受烟气、磨粒冲击的部位，很容易出现磨损，并累积成故障。而造成磨损的主要原因是烟气流速、磨粒属性、受热面结构等，因此火电企业需要对受热面进行改造，调整燃烧结构，在容易磨损的部位增加防磨损装置，并选择合适的燃料，最大程度减少磨损的出现。
参考文献：
[1]曹锦秀,王广东.锅炉受热面磨损的主要因素及防护技术措施[J].山东工业技术,2015,（16）:66.
[2]郭小红.锅炉受热面磨损问题处理和措施[J].锅炉制造,2015,（3）:27-29.
论文作者:李国清
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：磨损论文; 锅炉论文; 烟气论文; 燃料论文; 炉膛论文; 流速论文; 越大论文; 《电力设备》2018年第31期论文;