电站锅炉省煤器的磨损机理与防磨途径

电站锅炉省煤器的磨损机理与防磨途径

　省煤器是利用锅炉尾部的热烟气来加热给水高的蒸发受热面，降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料，是大型锅炉上不可缺少的个部件。

　　但是，省煤器的磨损相当严重，有些锅炉投运23已连续发生省煤器磨损爆管事故，使机组不能安全连续运行，增加了检修人员的劳动强度和维修费用，造成极大的经济损失。

　　1省煤器的布置目前电站锅炉般都采用钢管式省煤器，它是由系列蛇形管组成。蛇形管由直径为255的无缝钢管弯制而成，管子错列或顺列布置在锅炉尾部烟道中，管子的方向般与烟道的前后墙垂直。省煤器管内流动的工质是水，烟气程师。

　　在管外冲刷，为提高传热效果均采用逆流换热方设计上总是力求减少蛇形管屏间的距离即横向节距彡和上下管间的距离巧纵向节距心，但横向节距51的减小，受制于受热面的堵灰和磨损；纵向节距52的减小，受制于管子的弯曲半径。

　　2飞灰磨损机理锅炉飞灰中常有坚硬而形状不规则的大颗粒大于50，随烟气高速冲刷和撞击省煤器管子面。灰粒冲击管壁时，可分解成切削力和撞击力，1.高速灰粒撞击管壁时，消耗动能，使金属显微粒子克服分子间结合力而与母体分离产生磨损；切削力对管壁的切削是灰粒磨损管壁的主要因素。当冲击角为3050时，由于切削力和撞击力的双重作用，因此磨损最严重。

　　根据实验和省煤器实际运行结果，当烟气均匀地横向冲刷管排时2，第排管子个对称点上，对错列布置的管束而言，以后各排管子的磨损集中在2530夹角的对称点上，而最大磨损发生在第排管子上；对顺列的管束而言，以后各排管子的磨损集中在60的对称点上，其最大磨损发生在第5排及以后各排的管子上。

　　飞灰对省煤器的磨损过程非常复杂，但主要是由于切削力和撞击力的作用，而又以切削力为主。飞灰磨损的主要影响因素是飞灰浓度灰粒特性，此外还与运行工况有关。

　　飞灰浓度越大，省煤器磨损越严重，因此煤粉炉烧多灰燃料时，磨损更为严重。此外，如果在烟道局部地区造成飞灰浓度过高，也易引起省煤器严重磨损。

　　飞灰的物理化学性质决定于燃料中矿物质的原始性质开采运输方法燃烧方式省煤器处的温度条件等。灰粒中硬性物质多，且粗大而有棱角，则省煤器磨损加大。

　　烟气流速的影响最大，磨损与速度的3次方成正比。因此，布置受热面时，应限制烟气流速不要太大，更应避免局部区域流速过大。

　　锅炉负荷增加，烟气流速增大，飞灰磨损就加快。烟道漏风增加，也将使烟气流速增高而加快省煤器磨损。如果漏风系数增加10磨损速度将加快25.运行燃烧不良飞灰含碳量增加时，因焦碳颗粒硬度比灰粒硬度大而加快省煤器磨损。另外，当省煤器发生局部结渣堵灰现象时，将使烟气偏向侧，而加快这侧省煤器的磨损。

　　3防磨途径省煤器的磨损是由设计制造安装运行及煤种等多方面因素综合造成的结果。防止省煤器磨损的比较可行的具体措施和途径是3.1设计合理的尾部结构。在锅炉设计中，不但要从经济性出发，强化燃烧，提高热效率，而且要考虑锅炉运行的可靠性和实际使用率，重视飞灰根据煤质选用不同的炉型。例如燃用高灰分煤时，可考虑采用塔式炉或箱型炉。

　　根据燃煤的含灰量选择合适的烟速713 ms.烟速过低易积灰，尾部受热面也不易布置；烟速过高易磨损。

　　尽可能采用顺列布置，利用顺列管速的绕流作用，使灰粒向气流中心集中，以减轻对省煤器管束的磨损。

　　3.2提高安装质量，保证设计结构和尺寸在允许保证防磨盖板的安装质量。

　　3.3燃煤应相对稳定，接近设计煤种。改烧灰分多水分大热值低挥发分少的劣质煤时，往往因燃烧不良，烟速和灰分增大，造成省煤器更大磨损。

　　3.4控制煤粉细度69，在经济范围内。煤粉太粗，燃烧不完全，使飞灰中未燃尽颗粒增加而加剧省煤器磨损。

　　3.5调整好燃烧，使飞灰中可燃物降至最低。

　　3.6控制炉膛漏风，加强堵漏。

　　3.7推荐采用膜式省煤器。由于膜式省煤器单位面积换热强度增加，使省煤器的布置更趋合理。

　　可增大管屏横向节距3降低烟速和阻力；使管屏总高度降低，有利于省煤器布置。

　　由于膜式省煤器管屏的绕流作用，使灰粒向气流中心集中，最大限度地降低了飞灰对省煤器的磨损，提高了运行的可靠性。

　　2.2锅炉主控制器的分析由于在汽机主控制器中加入了4和延时环节，使得汽机主控制器响应外界负荷的速度受到了定的限制。为了改善整个协调控制系统对目标负荷变化响应能力，在锅炉主控制器中引入了系列前馈信号，以加强锅炉指令。

　　为了快速弥补因目标负荷变化而造成的机炉之间能量偏差，引入汽包压力变化量作为前馈，同时采用目标负荷的微分信号，进步加强锅炉指令；加入锅炉总燃料量作为前馈，使锅炉指令直接成为燃料指令，省去了以热量信号为调节量的燃料调节器环节，客观上节省了整个调节作用时间，同时以燃料指令为基础，使之作用于风量调节子系统燃料调节子系统和炉膛压力子系统，并不影响整个协调控制系统的功能。

　　3协调控制系统的投入效果在最终形成控制组态中，应适当加入限幅非线性死区函数转换等调节手段，使整个调节系统更趋合理。针对该机组的特点，通过试验重点整定好汽机控制器中目标负荷的延时时间与△的匹配系数锅炉控制器中汽包微分的作用强度和目标负荷微分环节的作用强度等参数，逐步实现协调控制系统对机组的最佳控制。

　　大庆热电厂200厘贾机组改造项目的沈3控制系统采用的是德国Semens公司的ELEPE，厘集散控制系统。由于03系统所能提供种协调控制方式，既能够充分发挥沈3控制系统通过对机组进行15变负荷试验，对这套协调控制系统进行了严格的考验，试验对实际负荷功率主蒸汽压力主蒸汽温度再热蒸汽压力汽包水位等项指标进行观察，明这些指标的动态偏差和静态偏差完全符合模拟量控制系统负荷变动试验考核指标的要求，同时验证了这套，3系统完全能够胜任机组控制要求。

　　编辑侯世春上接第173页，节省金属材料。以较薄的扁钢部分代替管材，可使承压受热元件的金属耗量减少26，总金属耗量减少10.可简化省煤器的支吊结构。

　　4结束语目前，为了合理利用能源，电站锅炉多燃用高灰分低发热量的劣质煤，给锅炉对流受热面带来严重磨损，特别是省煤器的磨损更加严重，直接影响了锅炉的安全经济运行。而采用膜式省煤器是既安全又经济的最佳防磨措施。建议电站锅炉设计改造中，对省煤器的磨损问给予足够重视，尽可能地采用膜式省煤器，保证锅炉安全运行，取得最大经济效益。