一、省煤器超溫爆管機理分析
省煤器超溫爆管的原因非常復雜,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）磨損
由磨損導致的爆管中,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,省煤器的結構也會磨損。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,使當前許多電廠的燃煤含灰量大天設計值。有的燃料灰分高達40。煤質變差,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。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次方成正比。煙氣流速越高,則省煤器的磨損越嚴重。磨損量甚至能與煙氣速度成n(n ＞3)次方關系。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。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。省煤器結構的影響所選省煤器的型式和結構不同,其磨損程度不同。在相同條件下,光管、鰭片管、膜式管束其抗磨性能依次減弱；省煤器管束順列布置比錯列布置磨損要輕；錯列布置磨損最嚴重的為第二排管子,順列布置磨損最嚴重的則在第五排之后；鰭片管省煤器的鰭片越高,磨損越嚴重。當鰭片高度較小( h=3mm)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；膜式省煤器錯列布置時,大管徑比小管徑的管子磨損要輕。在設計或改造省煤器時,應對省煤器所采用的型式和結構進行綜合考慮。
（2）腐蝕省煤器腐蝕的類型
省煤器的腐蝕包括管內腐蝕和管外腐蝕。管內腐蝕屬于氧腐蝕,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,而氧的化學性質很活潑,能與鋼鐵設備的鐵元素發(fā)生反應,造成鋼鐵設備的腐蝕,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)省煤器管內時,由于溫度較高,極易發(fā)生省煤管內氧腐蝕,在管內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。
（3）振動
根據(jù)氣流中刷管束的流動,熱交換器可以劃分成三大類,即:氣流橫向于管子中心線的(橫向流動)；氣流平行于管子中心線的(平行流動):氣流煙管子中心線呈S 形流動的(S形流動)。橫向流動時,激發(fā)是由于Karman 渦流在單根管子的脫離而造成的。在平行流動的情況下,氣流中的渦流是導至激發(fā)的根源。當管子一開始搬起石頭砸自己的腳動,附著在管子上的氣流(因形成臨界層)的路徑便成為彎曲的了。于是,氣流作用于管子一個離心力致使管子更加彎曲。按此方式,在氣流和管子之間產(chǎn)生自激振動。而在S形流動時,不僅在橫向流動時的渦流脫離,且在平行流動時的渦流,都會激發(fā)管子振動。振動是由渦流脫離激發(fā),又由渦流強化的。這種振動主要在熱交換器中。
二、省煤器超溫爆解決措施
合理控制煙氣流速,降低煤質灰分,造當控制煤粉細度,盡量避免超負荷運行以及使用防磨涂料可發(fā)有效地防止省煤器磨損；選取合適省煤器彎頭排數(shù)z和煙氣走廊間隙,減少速度不均勻系數(shù)kv,以及加裝梳形管和護瓦或護簾都可以很好改善煙氣走廊影響；提高排煙溫度,采用抗腐蝕材料,加裝加熱冷風設備以及改用其它類型省煤器,如回轉式空氣預熱器,都可以避免或者防止省煤器受熱面的腐蝕現(xiàn)象；使整個省煤器橫向固有頻率互不相同,可以改進管束的振動；光管改用螺紋翅片管,不僅可以改進流場,提高換熱能力,而且可以有效地改良省煤器的積灰； 運行上重視加強對過量空氣系數(shù)的監(jiān)控制,從而避免SO2以及SO3的生產(chǎn),并且及時檢修,也可以避免省煤器超溫爆管。
一、省煤器超溫爆管機理分析
省煤器超溫爆管的原因非常復雜,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）磨損
由磨損導致的爆管中,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,省煤器的結構也會磨損。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,使當前許多電廠的燃煤含灰量大天設計值。有的燃料灰分高達40。煤質變差,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。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次方成正比。煙氣流速越高,則省煤器的磨損越嚴重。磨損量甚至能與煙氣速度成n(n ＞3)次方關系。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。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。省煤器結構的影響所選省煤器的型式和結構不同,其磨損程度不同。在相同條件下,光管、鰭片管、膜式管束其抗磨性能依次減弱；省煤器管束順列布置比錯列布置磨損要輕；錯列布置磨損最嚴重的為第二排管子,順列布置磨損最嚴重的則在第五排之后；鰭片管省煤器的鰭片越高,磨損越嚴重。當鰭片高度較小( h=3mm)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；膜式省煤器錯列布置時,大管徑比小管徑的管子磨損要輕。在設計或改造省煤器時,應對省煤器所采用的型式和結構進行綜合考慮。
（2）腐蝕省煤器腐蝕的類型
省煤器的腐蝕包括管內腐蝕和管外腐蝕。管內腐蝕屬于氧腐蝕,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,而氧的化學性質很活潑,能與鋼鐵設備的鐵元素發(fā)生反應,造成鋼鐵設備的腐蝕,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)省煤器管內時,由于溫度較高,極易發(fā)生省煤管內氧腐蝕,在管內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。
（3）振動
根據(jù)氣流中刷管束的流動,熱交換器可以劃分成三大類,即:氣流橫向于管子中心線的(橫向流動)；氣流平行于管子中心線的(平行流動):氣流煙管子中心線呈S 形流動的(S形流動)。橫向流動時,激發(fā)是由于Karman 渦流在單根管子的脫離而造成的。在平行流動的情況下,氣流中的渦流是導至激發(fā)的根源。當管子一開始搬起石頭砸自己的腳動,附著在管子上的氣流(因形成臨界層)的路徑便成為彎曲的了。于是,氣流作用于管子一個離心力致使管子更加彎曲。按此方式,在氣流和管子之間產(chǎn)生自激振動。而在S形流動時,不僅在橫向流動時的渦流脫離,且在平行流動時的渦流,都會激發(fā)管子振動。振動是由渦流脫離激發(fā),又由渦流強化的。這種振動主要在熱交換器中。
二、省煤器超溫爆解決措施
合理控制煙氣流速,降低煤質灰分,造當控制煤粉細度,盡量避免超負荷運行以及使用防磨涂料可發(fā)有效地防止省煤器磨損；選取合適省煤器彎頭排數(shù)z和煙氣走廊間隙,減少速度不均勻系數(shù)kv,以及加裝梳形管和護瓦或護簾都可以很好改善煙氣走廊影響；提高排煙溫度,采用抗腐蝕材料,加裝加熱冷風設備以及改用其它類型省煤器,如回轉式空氣預熱器,都可以避免或者防止省煤器受熱面的腐蝕現(xiàn)象；使整個省煤器橫向固有頻率互不相同,可以改進管束的振動；光管改用螺紋翅片管,不僅可以改進流場,提高換熱能力,而且可以有效地改良省煤器的積灰； 運行上重視加強對過量空氣系數(shù)的監(jiān)控制,從而避免SO2以及SO3的生產(chǎn),并且及時檢修,也可以避免省煤器超溫爆管。
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：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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