煤粉锅炉低温省煤器泄漏的原因分析及对策.docx

第28卷第3期Vol.28No.32007JournalofQingdaoTechnologicalUniversity煤粉锅炉低温省煤器泄漏的原因分析及对策赵良胜(青岛碱业股份有限公司,青岛266043)摘要:通过7#锅炉低温省煤器泄漏的原因,指出主要是灰粒磨损所致,其次为省煤器设计安装时存在烟气走廊使磨损加剧.分析了飞灰磨损的机理,然后分析了影响低温省煤器磨损的5种因素,一是烟气走廊引起磨损的机理;二是管壁材料的影响;三是飞灰浓度的影响;四是过量空气系数的影响;五是烟气成分的变化对磨损的影响.同时提出了减轻及防止省煤器磨损引起泄漏的方法和途径.关键词:低温省煤器;飞灰;磨损;对策中图分类号:TK229.6文献标志码:A文章编号:1673—4602(2007)03—0114—04我国大量燃煤锅炉很多事故都是由于对流受热面,特别是低温省煤器受飞灰磨损产生泄漏爆管,而被迫停炉检修,停汽停电,对国民经济造成了极大的直接和间接损失.根据设计要求,对流受热面管壁允许的最大磨损量为2mm,安全运行时间应在6×104h以上,按年运行时数7000h计算,对流受热面管壁年磨损速度应在0125mm/a以下.据统计[1],减少一次临修即被迫停炉检修,对130t/h炉可节约费用5万余元,因此研究低温省煤器(对流受热面)的磨损机理意义重大.7#锅炉概况某公司热电车间7#锅炉型号:BWB2130/31822M,为自然循环煤粉锅炉,于1994年底正式投入生产.低温省煤器为两个组件,蛇形管用Φ32×3的20#钢管制成,错列布置.组件两侧和上边第二三排管及穿墙管处,均装有防磨盖板,其平均烟速W2=7159m/s.运行过程中,经常发生低温省煤器泄漏现象,于2000年5月7#炉大修将低温省煤器蛇形管及护板全部更换.从2002年4月份开始,低温省煤器开始泄漏,至2002年底检修档案,如表1所示.1表1检修记录表时间泄漏位置现象原因处理从北至南数第32排下部第1根管距东墙14cm处从北至南第28排管位置同上从北至南26排管位置同上在穿墙管护板处形成一凹坑,凹坑中间已磨穿同上同上弯头沙眼2002204219磨损断路20022092272002211225同上同上同上同上同上同上2002210208从北至南第27排西侧最下面一个弯头处根据表1的记录,并对泄漏管段割下来进行检查,发现泄漏处有三个共同特征:①管子内壁无明显腐蚀凹坑,无水垢、水渣;②泄漏均发生在靠墙处及弯头护板处且在最下面一根管上;③泄漏部位均存在磨损切削形凹坑,凹坑中央已磨穿.从2000年大修更换蛇形管至第一次泄漏,累计运行时数仅为13300h,按年运行时数7000h算,年磨损量达到115mm,大大超出了设计磨损量(0125mm/a).根据几年来的运行实践和理论分析,一低温省煤器泄漏主要为飞灰磨损所致;二省煤器设计安装时存在烟气走廊,形成局部烟速过高,使磨损加剧,从而收稿日期:2006—03—08第3期赵良胜:煤粉锅炉低温省煤器泄漏的原因分析及对策115导致泄漏.下面就从飞灰磨损机理及影响磨损的因素等方面进行阐述.2灰冲蚀磨损机理含有硬颗粒的流体相对于固体运动,使固体表面产生的磨损称为冲蚀(或冲击磨损).冲蚀有两种基本类型,一种叫冲刷磨损,另一种叫撞击磨损,这两种磨损的金属流失过程的微观形貌是不完全相同的.冲刷磨损是颗粒相对于固体表面冲击角较小,甚至接近于平行,颗粒垂直于固体表面的分速使得它锲入被冲击的物体,而颗粒与固体表面相切的分速使得它沿物体表面滑动,两个分速合成的效果即起一种刨削作用,如果被冲击的物体经不起这种作用,即被切削掉一小块,如此经过大量反复的作用,固体表面就产生磨损.撞击磨损是指颗粒相对于固体表面冲击角度较大或接近于垂直时,以一定的运动速度撞击固体表面,使其产生微小的塑性变形或显微裂纹,在长期大量的颗粒反复撞击之下,逐渐使塑性变形层整片脱落而形成的磨损,从而形成切削形凹坑.在7#锅炉低温省煤器的磨损中,煤灰颗粒与蛇形管的冲击角度在0～90°之间,因此其磨损是上述两种磨损基本类型的综合结果.3影响低温省煤器磨损的因素及对策3.1烟气走廊引起磨损的机理及措施在布置对流受热面时,因管道不能碰到炉墙上,所以管道与炉墙之间留有一定的间隙,该间隙即所谓的烟气走廊,如图1所示.7#炉低温省煤器安装时,烟气走廊长度为315m,宽度为30mm,高度为5m.在烟气走廊中,因阻力较小,速度逐渐增大,由此可预见省煤器下部较上部磨损更严重,事实也证明了7#炉低温省煤器的泄漏,都发生在下部的一根管上.研究表明,烟气走廊的流量既来自于走廊的进口,又来自于管束的横向流动,横向流动是因为气流流经受热面管束时,由于管束的阻力系数大于走廊的阻力系数,故在管束与走廊之间形成静压差,从而使小部分气流由受热面管束流向走廊,正是此因素,