電站鍋爐省煤器的磨損機(jī)理與防磨途徑

　省煤器是利用鍋爐尾部的熱煙氣來加熱給水高的蒸發(fā)受熱面，降低排煙溫度，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料，是大型鍋爐上不可缺少的個(gè)部件。

　　但是，省煤器的磨損相當(dāng)嚴(yán)重，有些鍋爐投運(yùn)23已連續(xù)發(fā)生省煤器磨損爆管事故，使機(jī)組不能安全連續(xù)運(yùn)行，增加了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和維修費(fèi)用，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　1省煤器的布置目前電站鍋爐般都采用鋼管式省煤器，它是由系列蛇形管組成。蛇形管由直徑為255的無縫鋼管彎制而成，管子錯(cuò)列或順列布置在鍋爐尾部煙道中，管子的方向般與煙道的前后墻垂直。省煤器管內(nèi)流動(dòng)的工質(zhì)是水，煙氣程師。

　　在管外沖刷，為提高傳熱效果均采用逆流換熱方設(shè)計(jì)上總是力求減少蛇形管屏間的距離即橫向節(jié)距彡和上下管間的距離巧縱向節(jié)距心，但橫向節(jié)距51的減小，受制于受熱面的堵灰和磨損；縱向節(jié)距52的減小，受制于管子的彎曲半徑。

　　2飛灰磨損機(jī)理鍋爐飛灰中常有堅(jiān)硬而形狀不規(guī)則的大顆粒大于50，隨煙氣高速?zèng)_刷和撞擊省煤器管子面。灰粒沖擊管壁時(shí)，可分解成切削力和撞擊力，1.高速灰粒撞擊管壁時(shí)，消耗動(dòng)能，使金屬顯微粒子克服分子間結(jié)合力而與母體分離產(chǎn)生磨損；切削力對(duì)管壁的切削是灰粒磨損管壁的主要因素。當(dāng)沖擊角為3050時(shí)，由于切削力和撞擊力的雙重作用，因此磨損最嚴(yán)重。

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)和省煤器實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，當(dāng)煙氣均勻地橫向沖刷管排時(shí)2，第排管子個(gè)對(duì)稱點(diǎn)上，對(duì)錯(cuò)列布置的管束而言，以后各排管子的磨損集中在2530夾角的對(duì)稱點(diǎn)上，而最大磨損發(fā)生在第排管子上；對(duì)順列的管束而言，以后各排管子的磨損集中在60的對(duì)稱點(diǎn)上，其最大磨損發(fā)生在第5排及以后各排的管子上。

　　飛灰對(duì)省煤器的磨損過程非常復(fù)雜，但主要是由于切削力和撞擊力的作用，而又以切削力為主。飛灰磨損的主要影響因素是飛灰濃度灰粒特性，此外還與運(yùn)行工況有關(guān)。

　　飛灰濃度越大，省煤器磨損越嚴(yán)重，因此煤粉爐燒多灰燃料時(shí)，磨損更為嚴(yán)重。此外，如果在煙道局部地區(qū)造成飛灰濃度過高，也易引起省煤器嚴(yán)重磨損。

　　飛灰的物理化學(xué)性質(zhì)決定于燃料中礦物質(zhì)的原始性質(zhì)開采運(yùn)輸方法燃燒方式省煤器處的溫度條件等�；伊Ｖ杏残晕镔|(zhì)多，且粗大而有棱角，則省煤器磨損加大。

　　煙氣流速的影響最大，磨損與速度的3次方成正比。因此，布置受熱面時(shí)，應(yīng)限制煙氣流速不要太大，更應(yīng)避免局部區(qū)域流速過大。

　　鍋爐負(fù)荷增加，煙氣流速增大，飛灰磨損就加快。煙道漏風(fēng)增加，也將使煙氣流速增高而加快省煤器磨損。如果漏風(fēng)系數(shù)增加10磨損速度將加快25.運(yùn)行燃燒不良飛灰含碳量增加時(shí)，因焦碳顆粒硬度比灰粒硬度大而加快省煤器磨損。另外，當(dāng)省煤器發(fā)生局部結(jié)渣堵灰現(xiàn)象時(shí)，將使煙氣偏向側(cè)，而加快這側(cè)省煤器的磨損。

　　3防磨途徑省煤器的磨損是由設(shè)計(jì)制造安裝運(yùn)行及煤種等多方面因素綜合造成的結(jié)果。防止省煤器磨損的比較可行的具體措施和途徑是3.1設(shè)計(jì)合理的尾部結(jié)構(gòu)。在鍋爐設(shè)計(jì)中，不但要從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，強(qiáng)化燃燒，提高熱效率，而且要考慮鍋爐運(yùn)行的可靠性和實(shí)際使用率，重視飛灰根據(jù)煤質(zhì)選用不同的爐型。例如燃用高灰分煤時(shí)，可考慮采用塔式爐或箱型爐。

　　根據(jù)燃煤的含灰量選擇合適的煙速713 ms.煙速過低易積灰，尾部受熱面也不易布置；煙速過高易磨損。

　　盡可能采用順列布置，利用順列管速的繞流作用，使灰粒向氣流中心集中，以減輕對(duì)省煤器管束的磨損。

　　3.2提高安裝質(zhì)量，保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和尺寸在允許保證防磨蓋板的安裝質(zhì)量。

　　3.3燃煤應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定，接近設(shè)計(jì)煤種。改燒灰分多水分大熱值低揮發(fā)分少的劣質(zhì)煤時(shí)，往往因燃燒不良，煙速和灰分增大，造成省煤器更大磨損。

　　3.4控制煤粉細(xì)度69，在經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)。煤粉太粗，燃燒不完全，使飛灰中未燃盡顆粒增加而加劇省煤器磨損。

　　3.5調(diào)整好燃燒，使飛灰中可燃物降至最低。

　　3.6控制爐膛漏風(fēng)，加強(qiáng)堵漏。

　　3.7推薦采用膜式省煤器。由于膜式省煤器單位面積換熱強(qiáng)度增加，使省煤器的布置更趨合理。

　　可增大管屏橫向節(jié)距3降低煙速和阻力；使管屏總高度降低，有利于省煤器布置。

　　由于膜式省煤器管屏的繞流作用，使灰粒向氣流中心集中，最大限度地降低了飛灰對(duì)省煤器的磨損，提高了運(yùn)行的可靠性。

　　2.2鍋爐主控制器的分析由于在汽機(jī)主控制器中加入了4和延時(shí)環(huán)節(jié)，使得汽機(jī)主控制器響應(yīng)外界負(fù)荷的速度受到了定的限制。為了改善整個(gè)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)負(fù)荷變化響應(yīng)能力，在鍋爐主控制器中引入了系列前饋信號(hào)，以加強(qiáng)鍋爐指令。

　　為了快速彌補(bǔ)因目標(biāo)負(fù)荷變化而造成的機(jī)爐之間能量偏差，引入汽包壓力變化量作為前饋，同時(shí)采用目標(biāo)負(fù)荷的微分信號(hào)，進(jìn)步加強(qiáng)鍋爐指令；加入鍋爐總?cè)剂狭孔鳛榍梆�，使鍋爐指令直接成為燃料指令，省去了以熱量信號(hào)為調(diào)節(jié)量的燃料調(diào)節(jié)器環(huán)節(jié)，客觀上節(jié)省了整個(gè)調(diào)節(jié)作用時(shí)間，同時(shí)以燃料指令為基礎(chǔ)，使之作用于風(fēng)量調(diào)節(jié)子系統(tǒng)燃料調(diào)節(jié)子系統(tǒng)和爐膛壓力子系統(tǒng)，并不影響整個(gè)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的功能。

　　3協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的投入效果在最終形成控制組態(tài)中，應(yīng)適當(dāng)加入限幅非線性死區(qū)函數(shù)轉(zhuǎn)換等調(diào)節(jié)手段，使整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)更趨合理。針對(duì)該機(jī)組的特點(diǎn)，通過試驗(yàn)重點(diǎn)整定好汽機(jī)控制器中目標(biāo)負(fù)荷的延時(shí)時(shí)間與△的匹配系數(shù)鍋爐控制器中汽包微分的作用強(qiáng)度和目標(biāo)負(fù)荷微分環(huán)節(jié)的作用強(qiáng)度等參數(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)組的最佳控制。

　　大慶熱電廠200厘賈機(jī)組改造項(xiàng)目的沈3控制系統(tǒng)采用的是德國Semens公司的ELEPE，厘集散控制系統(tǒng)。由于03系統(tǒng)所能提供種協(xié)調(diào)控制方式，既能夠充分發(fā)揮沈3控制系統(tǒng)通過對(duì)機(jī)組進(jìn)行15變負(fù)荷試驗(yàn)，對(duì)這套協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行了嚴(yán)格的考驗(yàn)，試驗(yàn)對(duì)實(shí)際負(fù)荷功率主蒸汽壓力主蒸汽溫度再熱蒸汽壓力汽包水位等項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行觀察，明這些指標(biāo)的動(dòng)態(tài)偏差和靜態(tài)偏差完全符合模擬量控制系統(tǒng)負(fù)荷變動(dòng)試驗(yàn)考核指標(biāo)的要求，同時(shí)驗(yàn)證了這套，3系統(tǒng)完全能夠勝任機(jī)組控制要求。

　　編輯侯世春上接第173頁，節(jié)省金屬材料。以較薄的扁鋼部分代替管材，可使承壓受熱元件的金屬耗量減少26，總金屬耗量減少10.可簡(jiǎn)化省煤器的支吊結(jié)構(gòu)。

　　4結(jié)束語目前，為了合理利用能源，電站鍋爐多燃用高灰分低發(fā)熱量的劣質(zhì)煤，給鍋爐對(duì)流受熱面帶來嚴(yán)重磨損，特別是省煤器的磨損更加嚴(yán)重，直接影響了鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。而采用膜式省煤器是既安全又經(jīng)濟(jì)的最佳防磨措施。建議電站鍋爐設(shè)計(jì)改造中，對(duì)省煤器的磨損問給予足夠重視，盡可能地采用膜式省煤器，保證鍋爐安全運(yùn)行，取得最大經(jīng)濟(jì)效益。