1 省煤器超溫爆管機理分析

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

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于設(shè)計值。有的燃料灰分高達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能，顆粒動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被磨損物體的相對速度有關(guān)。若近似地認為vp≈vg時，磨損量就將和煙氣的三次方成正比。煙氣速度的提高，會促使上述原因的作用加強，從而導(dǎo)致沖蝕磨損的迅猛發(fā)展，所以煙氣流速越大時，n值也就越大。另外，由數(shù)值實驗表明，當(dāng)顆粒直徑較小時，n值將較大。最后應(yīng)該指出的是，雖然鍋爐熱力計算標(biāo)準(zhǔn)中所推薦的n值為3.3。但我們認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列布置磨損要輕；
? （3）錯列布置磨損最嚴(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)鰭片高度較小（h=3㎜）時與光管的磨損程度較為接近。故加裝小高度鰭片對防磨有利；
? （5）膜式省煤器錯列布置時，大管徑比小管徑的管子磨損要輕。
?? 在設(shè)計或改造省煤器時，應(yīng)對省煤器所采用的型式和結(jié)構(gòu)進行綜合考慮。

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，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，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)在機理。燃料中的硫燒生成二氧化硫，其中一小部分還會生成三氧化硫，而三氧化硫與煙氣中的水蒸汽會形成硫酸汽。煙氣中的硫酸蒸汽在得到冷卻溫度下降到酸露點后，就會凝結(jié)成液酸，液酸與煙氣中的飛灰粘合便附著在冷卻點的管壁上，從而給此處的鋼管造成酸腐蝕。酸露點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，酸露點可達130~150℃，實踐證明酸露點越高，對省煤器的腐蝕越大，有時甚至還會危及到高溫段省煤器。