摘要：影響循環流化床鍋爐運行周期的主要因素是磨損，磨損導致受壓部件泄漏，爐墻破損，從而停爐。因此，要針對磨損部位采取一系列技術措施，最大限度降低磨損，以提高運行周期。本文首先介紹了鍋爐受熱面分類及其磨損機理，論述了鍋爐受熱面磨損的影響因素，并提出了降低鍋爐受熱面磨損的方法。

　　關鍵詞：鍋爐;水冷壁;省煤器

　　一、鍋爐受熱面分類

　　鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、高溫煙氣的熱能等形式，而經過鍋爐轉換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。而鍋爐受熱面通常是指接觸火焰或煙氣一側之金屬表面積(另一側接觸水或導熱油)。鍋爐的熱交換是通過這樣的金屬表面積來進行的。一般用平方米(m²)來計量，受熱面積大，鍋爐容量就大，反之就小。

　　電力工程師論文投稿刊物：河北電力技術(雙月刊)創刊于1982年，由河北省電機工程學會、河北省電力研究院主辦。宣傳國家有關電力技術的方針、政策、開展電力電機工程方面生產、建設、科研等的學術討論,技術經驗交流,促進電力電機工程事業的發展。

　　1.1再熱器受熱面:用于將汽輪機高壓缸排出的中溫中壓水蒸氣(冷再熱汽)，加熱為中壓高溫水蒸氣(熱再熱汽)。1.2省煤器受熱面:用于將進入鍋爐的較低溫度的給水加熱為與飽和溫度接近的熱水。有的省煤器可將水加熱到飽和溫度，水中并含有少量水蒸氣。1.3蒸發受熱面:由爐膛水冷壁受熱面和沸騰管束組成。用于將爐水加熱為飽和水蒸氣。1.4過熱器受熱面:用于將飽和水蒸氣加熱為合格參數的過熱水蒸氣。1.5空氣預熱器受熱面:用于將從大氣中吸入的冷空氣，加熱為溫度較高的熱空氣。

　　二、鍋爐受熱面磨損的機理

　　煤粉爐以煤粉為燃料，在化學能到動能轉化的過程中，由于飛灰、灰粒在高速煙氣的帶動下具有一定的動能，當煙氣流經受熱面時，灰粒與管壁發生撞擊、切削、沖擊或摩擦，從而使管壁受到磨損。

　　三、鍋爐受熱面磨損的影響因素

　　3.1煙氣流速的影響。

　　鍋爐受熱面的磨損程度和煙氣流通速度的三次方成正比，由于鍋爐的各個部位是固定的，不會發生改變，因此，煙氣的流速越快，鍋爐產生的煙氣量就越多。通常為了保證鍋爐內燃料充分的燃燒，會用鼓風機輸送風力，使燃料充分燃燒，但有時空氣量不足，燃料未能充分燃燒，此時產生的煙氣量就會增加，煙氣的流速也隨之增加，從而加大對鍋爐受熱面的磨損程度。

　　3.2灰分特性的影響。

　　鍋爐中間產生的灰分顆粒大小對鍋爐受熱面產生的影響是不同的：顆粒越大的灰分對鍋爐的影響就越大。現在很多燃煤由于質量問題不能進行充分的燃燒，這不但增加了燃煤量，而且增加了磨煤機產生的灰粒。很多顆粒硬度很大，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，很多小企業受利益的驅使，在煤礦中加入鵝卵石、土等物質，導致煤灰的性質發生了改變——煤灰的顆粒更加不規則，從而使鍋爐受熱面的磨損程度更加嚴重。

　　3.3灰粒撞擊方向的影響。

　　灰粒對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。一般的撞擊類損耗，都是因鍋爐受到斜撞的摩擦引起的，這時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，產生的摩擦力越大，撞擊力越小;角度越接近90，產生的撞擊力就越大，摩擦力就越小。鍋爐受熱面磨損的狀況是不均勻的，鍋爐受熱面磨損嚴重的部位和管道磨損嚴重的部位一樣。

　　1)空氣預熱器。通常，電廠空氣預熱器采用管式空氣預熱器，煙氣在管內縱向流動，整個管道的磨損情況不是很嚴重，只是在距管子進口約150mm～200mm處的這段管子內磨損較為嚴重。此管段的位置由煙氣流速決定，煙氣速度越快，則距離入口越遠。這是由于煙氣在管子進口段氣流尚未穩定，氣流的收縮和膨脹使灰粒較多地撞擊管壁，引起磨損;氣流穩定后，灰粒運動方向與管壁平行，此時管壁磨損減輕。電廠空氣預熱器管道進口已根據設計煙氣流速安裝了防磨套管，但由于高爐煤氣摻燒量增大后，煙氣流速比設計值增大30%，實際受到磨損的管段超出了原安裝的防磨套管，致使空氣預熱器磨損較為嚴重，漏風大增。另外，隨著鍋爐使用時間加長，對空氣預熱器的泄漏管子均采取堵管的處理方法(沒有更換管箱)，使得煙氣流速進一步增大，磨損加劇，從而形成惡性循環。2)過熱器、再熱器、省煤器。過熱器、再熱器、省煤器的排列方式有很多種，煙氣經過時受到磨損最嚴重的是第一排的管子，后面的管子處于煙氣經過的死角，受到的磨損程度要輕很多，當然這種情況主要是在順排的情況下。在錯排的情況下，后面兩排的管子受到的磨損要嚴重些。

　　3.4煙氣溫度的影響。

　　煙氣溫度對鍋爐受熱面磨損的影響分為:1)受熱面管子壁溫高時，管子的金屬耐磨性變差，使磨損加劇，這是由金屬的特性決定的;2)飛灰中灰粒溫度越高，灰粒的硬度越小，灰粒的磨損性相應減小，使管子表面受到的磨損減小。由于管子表面金屬溫度受煙氣溫度的影響變化不大，因此在煙氣溫度高的區域，受熱面的磨損速度是下降的，特別是高溫再熱器前面的受熱面上此種現象更明顯，這也是此區間煙氣流速高而受熱面磨損爆管少的原因。

　　四、降低鍋爐受熱面磨損的方法

　　4.1水冷壁的磨損方法。

　　結合相關實際工程中的鍋爐運行，落煤管進口處水冷壁的磨損則是水冷壁磨損的主要部位。該位置的工作條件往往較為惡劣，處于鍋爐的密相區，一方面受到原煤重力的作用影響，另一方面則受到灰渣和煙風等的沖刷，在這種惡劣的工況條件下，容易使該處的澆注料造成失效。其預防措施可從以下方面入手：1)對原煤質量和粒度進行控制，矸石含量過大的劣質煤盡量不予適用;2)澆注料在此處的質量和施工一定要重視，為了盡量避免該部位水冷壁磨損，可把金屬纖維增加到該處澆注料中;3)在進行停爐操作中，則應詳細檢查該部位，應及時消除所發現的缺陷;4)在澆注料施工過程中，此處應在澆注料上方設置12mm厚度的耐磨耐高溫金屬板進行覆蓋。

　　4.2受熱面采用新型的結構。因省煤器布置在煙道尾部，該處煙溫較低，飛灰較為堅硬，所以省煤器是鍋爐對流受熱面中磨損最為嚴重的部位。隨著電力技術的不斷更新，采用新型的結構形式，從設計上考慮，比如鰭片式省煤器就可大幅度減輕磨損(在鍋爐結構尺寸、換熱面積不變的情況下，鰭片式省煤器的鰭片可增加換熱量、換熱面積近而替代管排數量，從而使管排數量降低，間距增加，阻力減少，流速降低、磨損減輕)。

　　4.3優化鍋爐運行參數。在滿足鍋爐穩定運行的前提下，通過優化調整，降低流化風速，有利于減輕水冷壁的磨損。這時因降低流化風速將減小物料向上揚析高度，也就降低了貼壁流初始下降點密相區的距離，從而減小貼壁流速度。而貼壁流速度降低，其攜帶的物料濃度和粒度也會降低，因此對水冷壁管壁的磨損也會降低。

　　4.4控制煤質。加強來煤煤質管理，燃料部門要確保燃煤質量，嚴格控制矸石含量，控制燃料顆粒的粒徑，盡可能要滿足鍋爐設計煤種的要求，為穩定燃燒提供物質基礎。運行時要控制來煤的篩分粒度，及時進行煤質化驗，提高染料顆粒的均勻度，減小大顆粒在來煤總量中的比例。在控制煤粉顆粒粒徑的同時還要控制煤中灰分的含量。燃料顆粒灰分的含量越高，則煙氣中灰分含量就高，相應的發熱量就越低，必然導致單位時間內燃煤量增加，再加上石灰石的投入也相當于增加了爐內粒子濃度，致使煙氣中飛灰濃度進一步增加，從而加劇了磨損速度。

　　參考文獻：

　　[1]宋云京.循環流化床鍋爐受熱面磨損及防磨措施[J].濟南:山東電力研究院,2015(06).

　　[2]李長林.循環流化床鍋爐受熱面的磨損原因及預防措施[J].東北電力技術,2015(10):28-31.