?? 摘要：針對(duì)省煤器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及布置方式，著重分析了磨損、腐蝕以及振動(dòng)等因素引起省煤器超溫爆管的內(nèi)在機(jī)理。并且根據(jù)磨損、腐蝕、振動(dòng)的機(jī)理提出了一些解決省煤器超溫爆管的具有實(shí)用價(jià)值和借鑒意義的措施。

?? 關(guān)鍵詞：電站鍋爐；省煤器；超溫爆管；解決措施

1?? 省煤器超溫爆管機(jī)理分析

?? 省煤器超溫爆管的原因非常復(fù)雜，主要由磨損、腐蝕以及振動(dòng)引起。以下主要就這三方面探討省煤器超溫爆管的機(jī)理。

1.1 磨損

由磨損導(dǎo)致的爆管中，飛灰磨損是主要原因，影響的因素包括飛灰濃度、煙氣流速、飛灰的磨損性能等方面；另外，省煤器的結(jié)構(gòu)也會(huì)磨損。

1.1.1? 飛灰濃度

飛灰濃度大，表明煙氣中含灰量多，灰粒撞擊受熱面的次數(shù)增多，引起磨損加劇。我國(guó)煤種的多樣性和電廠用煤的不確定性，使當(dāng)前許多電廠的燃煤含灰量大天設(shè)計(jì)值。有的燃料灰分高達(dá)40。煤質(zhì)變差，灰分增加，燃煤量也增加，造成煙氣中飛灰濃度劇增，增加了省煤器的磨損。

1.1.2煙氣流速

煙氣流速是影響受熱面磨損的最主要因素。一些研究表明，磨損量與煙氣流速的2.3次次方成正比。煙氣流速越高，則省煤器的磨損越嚴(yán)重。磨損量甚至能與煙氣速度成n（n＞3）次方關(guān)系。原因可以解釋為：沖蝕磨損源于灰粒具有動(dòng)能，顆粒動(dòng)能與其速度的平方成正比。磨損還與灰濃度（灰濃度又與速度的一次方成正比）、灰粒撞擊頻率因子和灰粒對(duì)被磨損物體的相對(duì)速度有關(guān)。若近似地認(rèn)為vp≈vg時(shí)，磨損量就將和煙氣的三次方成正比。煙氣速度的提高，會(huì)促使上述原因的作用加強(qiáng)，從而導(dǎo)致沖蝕磨損的迅猛發(fā)展，所以煙氣流速越大時(shí)，n值也就越大。另外，由數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)顆粒直徑較小時(shí)，n值將較大。最后應(yīng)該指出的是，雖然鍋爐熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)中所推薦的n值為3.3。但我們認(rèn)為用直徑分檔的方法，先求出各檔顆粒直徑下的沖蝕磨損量，然后加權(quán)平均較為準(zhǔn)確。

1.1.3省煤器結(jié)構(gòu)的影響

所選省煤器的型式和結(jié)構(gòu)不同，其磨損程度不同。

（1） 在相同條件下，光管、鰭片管、膜式管束其抗磨性能依次減弱；

（2） 省煤器管束順列布置比錯(cuò)列布置磨損要輕；

（3） 錯(cuò)列布置磨損最嚴(yán)重的為第二排管子，順列布置磨損最嚴(yán)重的則在第五排之后；

（4） 鰭片管省煤器的鰭片越高，磨損越嚴(yán)重。當(dāng)鰭片高度較?。╤=3㎜）時(shí)與光管的磨損程度較為接近。故加裝小高度鰭片對(duì)防磨有利；

（5） 膜式省煤器錯(cuò)列布置時(shí)，大管徑比小管徑的管子磨損要輕。

在設(shè)計(jì)或改造省煤器時(shí)，應(yīng)對(duì)省煤器所采用的型式和結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合考慮。

1.2腐蝕

1.2.1省煤器腐蝕的類型

省煤器的腐蝕包括管內(nèi)腐蝕和管外腐蝕。

管內(nèi)腐蝕屬于氧腐蝕，也叫吸氧腐蝕，是指鍋爐給水雖然經(jīng)過處理，但仍含有一定量的氧，而氧的化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與鋼鐵設(shè)備的鐵元素發(fā)生反應(yīng)，造成鋼鐵設(shè)備的腐蝕，生成鐵的氧化物Fe2O3和Fe3O4，便是日常所說的鐵銹。

根據(jù)上述氧腐蝕原理，在給水流經(jīng)省煤器管內(nèi)時(shí)，由于溫度較高，極易發(fā)生省煤管內(nèi)氧腐蝕，在管內(nèi)壁上形成潰瘍狀腐蝕坑陷，危及省煤器的安全使用。省煤器的管內(nèi)氧腐蝕通常是高溫段輕于低溫段，這是給水中的氧被逐步消耗的結(jié)果。

管外腐蝕屬于硫酸腐蝕，也叫低溫腐蝕，是指鍋爐煙氣在通過省煤器段時(shí)，由于省煤器管壁溫度較低，煙氣中的硫酸蒸汽便凝結(jié)成酸液而附著在省煤器外管壁上，從而造成對(duì)省煤器的酸腐蝕。省煤器的管外腐蝕通常只發(fā)生在低溫段。

1.2.2? 原因分析

電站鍋爐省煤器中面臨最為嚴(yán)重的是管外低溫腐蝕，因而著重探討該腐蝕內(nèi)在機(jī)理。燃料中的硫燒生成二氧化硫，其中一小部分還會(huì)生成三氧化硫，而三氧化硫與煙氣中的水蒸汽會(huì)形成硫酸汽。煙氣中的硫酸蒸汽在得到冷卻溫度下降到酸露點(diǎn)后，就會(huì)凝結(jié)成液酸，液酸與煙氣中的飛灰粘合便附著在冷卻點(diǎn)的管壁上，從而給此處的鋼管造成酸腐蝕。酸露點(diǎn)隨著煙氣中酸汽濃度的增大而升高，當(dāng)煙氣中酸汽的含量為0.005%時(shí)，酸露點(diǎn)可達(dá)130~150℃，實(shí)踐證明酸露點(diǎn)越高，對(duì)省煤器的腐蝕越大，有時(shí)甚至還會(huì)危及到高溫段省煤器。

1.2.3省煤器低溫腐蝕的影響因素

（1）電廠燃用煤所含硫分較高。硫分較高是引起省煤器腐蝕的一個(gè)重要因素。燃料中硫分、水分高，使燃燒生成的硫酸蒸汽份量多、濃度高，這就使得煙氣中的酸汽露點(diǎn)（即凝結(jié)溫度）相對(duì)增高，而代溫段省煤器的管壁溫度又偏低，所以酸汽極易凝結(jié)到低溫省煤器管壁上，造成省煤器的腐蝕。

（2）給水溫度低是造成省煤器腐蝕的一個(gè)主要原因。給水溫度低，使得省煤器的管壁溫度下降，低于煙氣中的酸汽露點(diǎn)時(shí)，酸汽使凝結(jié)在省煤器管壁上與飛灰粘合在一起，形成對(duì)省煤器管的不斷腐蝕。給水溫度低對(duì)新裝省煤器的影響最大。

（3）過量空氣系數(shù)過大，表明煙氣中的含氧量增加，這給燃燒中二氧化硫及三氧化硫的生成創(chuàng)造了有利條件，對(duì)省煤器的低溫腐蝕也有一定的影響。

根據(jù)以上理論分析，一方面，給水溫度低使省煤器管排壁溫降低；另一方面，燃料中硫分大、水分大，再加上燃料的過量空氣系數(shù)偏大，使煙氣中的酸汽份額加大，引起酸汽露點(diǎn)升高。這兩方面的不利因素綜合，加劇了酸汽在省煤器管壁上的凝結(jié)，促成腐蝕。