一、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）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。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。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(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被磨損物體的相對速度有關(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。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。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(cuò)列布置磨損要輕；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；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=3mm)時(shí)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(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)對省煤器所采用的型式和結(jié)構(gòu)進(jìn)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(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(dòng)
根據(jù)氣流中刷管束的流動(dòng),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(dòng))；氣流平行于管子中心線的(平行流動(dòng)):氣流煙管子中心線呈S 形流動(dòng)的(S形流動(dòng))。橫向流動(dòng)時(shí),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(dòng)的情況下,氣流中的渦流是導(dǎo)至激發(fā)的根源。當(dāng)管子一開始搬起石頭砸自己的腳動(dòng),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(gè)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(dòng)。而在S形流動(dòng)時(shí),不僅在橫向流動(dòng)時(shí)的渦流脫離,且在平行流動(dòng)時(shí)的渦流,都會(huì)激發(fā)管子振動(dòng)。振動(dòng)是由渦流脫離激發(fā),又由渦流強(qiáng)化的。這種振動(dòng)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(zhì)灰分,造當(dāng)控制煤粉細(xì)度,盡量避免超負(fù)荷運(yùn)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(hù)瓦或護(hù)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(fēng)設(shè)備以及改用其它類型省煤器,如回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)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(gè)省煤器橫向固有頻率互不相同,可以改進(jìn)管束的振動(dòng)；光管改用螺紋翅片管,不僅可以改進(jìn)流場,提高換熱能力,而且可以有效地改良省煤器的積灰； 運(yùn)行上重視加強(qiáng)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(shí)檢修,也可以避免省煤器超溫爆管。
一、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）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。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。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(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被磨損物體的相對速度有關(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。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。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(cuò)列布置磨損要輕；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；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=3mm)時(shí)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(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)對省煤器所采用的型式和結(jié)構(gòu)進(jìn)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(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(dòng)
根據(jù)氣流中刷管束的流動(dòng),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(dòng))；氣流平行于管子中心線的(平行流動(dòng)):氣流煙管子中心線呈S 形流動(dòng)的(S形流動(dòng))。橫向流動(dòng)時(shí),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(dòng)的情況下,氣流中的渦流是導(dǎo)至激發(fā)的根源。當(dāng)管子一開始搬起石頭砸自己的腳動(dòng),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(gè)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(dòng)。而在S形流動(dòng)時(shí),不僅在橫向流動(dòng)時(shí)的渦流脫離,且在平行流動(dòng)時(shí)的渦流,都會(huì)激發(fā)管子振動(dòng)。振動(dòng)是由渦流脫離激發(fā),又由渦流強(qiáng)化的。這種振動(dòng)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(zhì)灰分,造當(dāng)控制煤粉細(xì)度,盡量避免超負(fù)荷運(yùn)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(hù)瓦或護(hù)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(fēng)設(shè)備以及改用其它類型省煤器,如回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)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(gè)省煤器橫向固有頻率互不相同,可以改進(jìn)管束的振動(dòng)；光管改用螺紋翅片管,不僅可以改進(jìn)流場,提高換熱能力,而且可以有效地改良省煤器的積灰； 運(yùn)行上重視加強(qiáng)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(shí)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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