尾部受热面的磨损和低温腐蚀及积灰

1、第十七章 尾部受热面的磨损和低温腐蚀及积灰,一、对流受热面的磨损特征 携带有灰粒和未完全燃烧燃料颗粒的高速烟气通过受热面时，粒子对受热面的每次撞击都会剥离掉极微小的金属削，从而使受热面管壁变薄。磨损一般发生在烟温低于1150K、壁温低于750K的低过、低再、省煤器和空预器区域。 磨损机理 冲蚀磨损：当灰粒相对管壁表面的冲击角较小时，对管壁表面产生的是切削作用。 撞击磨损：当灰粒相对管壁表面的冲击角较大时，或接近于垂直，使管壁表面产生微小的塑性变形或显微裂纹,第一节 尾部受热面的飞灰磨损,管子磨损的区域 受热面管子的磨损是不均匀的。 管外烟气横向冲刷 管内烟气纵向冲刷 炉内易受热面磨损的区域 烟

2、气流动方向变化 烟气走廊 吹损 磨损的危害 受热面壁厚减小，强度降低，甚至破坏，导致管子泄漏，影响锅炉的安全运行。 增加检修工作量和钢材（修复或更换）耗量,第一节 尾部受热面的飞灰磨损,第一节 尾部受热面的飞灰磨损,二、煤灰的磨蚀性 煤灰的化学组成、颗粒形状和尺寸是影响煤粉灰磨蚀性的重要因素。 煤灰颗粒主要是铝硅酸盐玻璃体，硬度大，具有一定磨蚀性； 特别是其中的石英颗粒，硬度大、颗粒形状一般不规则，具有很强的磨蚀性； 大颗粒具有强的磨蚀性。 三、煤灰的磨蚀特性的判别 灰磨损指数（我国常用指数） Hab 10%，磨损倾向轻微 Hab 10-20%，磨损倾向中等 Hab 20% ，磨损倾向严重,第

3、二节 飞灰磨损速率,飞灰磨损速率：因飞灰引起的单位时间金属厚度最大磨损速度。 磨损的影响因素 飞灰浓度（灰量） 烟气流速 大部分研究表明，磨损速率与飞灰颗粒速度的34次方成正比关系。 灰粒特性（灰磨蚀指数、灰中所含石英的相对量） 烟气温度 管束的排列与冲刷方式（顺列） 烟气走廊 运行因素,一、设计时选用合理的烟气流速 需综合考虑磨损、积灰和传热三方面的因素来合理选择烟速 二、防止局部空间飞灰速度和飞灰浓度过高 转向室后防磨 竖井烟道两侧防磨 三、在磨损严重部位装防磨装置 省煤器防磨装置 管式空气预热器防磨：加装200 mm内部套管或焊接短管 四、采用鳍片管式省煤器和膜式省煤器等 改变流动均匀性

4、，减轻局部磨损，强化传热，节约金属，也允许采用较大的节距,第三节 尾部受热面的防磨保护,一、烟气的水露点、酸露点和低温腐蚀 水露点：烟气中水蒸汽开始凝结的温度。烟气中水蒸汽的露点低达4554。 酸露点：烟气中硫酸蒸汽的凝结温度。烟气酸露点可达140160甚至更高。烟气中SO3浓度（或硫酸蒸汽浓度）越高，酸露点越高。 低温腐蚀 当燃用含硫燃料时，硫燃烧后形成SO2，其中一部分会进一步氧化成SO3，SO3与烟气中水蒸汽结合成为硫酸蒸汽。 当受热面的金属壁温低于酸露点时，硫酸蒸汽就会在壁面上凝结，对金属产生严重的腐蚀作用,第四节 空气预热器烟气侧腐蚀-低温腐蚀,低温腐蚀 腐蚀的位置：通常发生在低温级

5、空气预热器中空气和烟气温度最低的区域。对回转式空预器，发生在空预器的冷段。 腐蚀的危害 严重影响锅炉的经济运行。 管式空预器管子穿孔，增加漏风，致使送风不足，导致燃烧恶化和降低经济性； 使回转式空气预热器的蓄热元件严重腐蚀，影响传热效果； 加重积灰甚至堵灰（特别是回转式空预器），增加阻力，影响经济性,第四节 空气预热器烟气侧腐蚀-低温腐蚀,低温腐蚀 影响因素：包括所有影响烟气中SO3浓度的因素。 燃煤含硫高； 炉内燃烧（过量空气系数大）； 受热面及飞灰成分的催化； SCR催化剂的催化； 飞灰中碱金属和碱土金属（主要是Ca）的固硫,第四节 空气预热器烟气侧腐蚀-低温腐蚀,第四节 空气预热器烟气侧

6、腐蚀-低温腐蚀,三、腐蚀和堵灰 硫酸蒸汽凝结成液态硫酸，不仅会腐蚀金属，而且还会粘结烟气中的灰颗粒，引起积灰，严重时将造成烟气通道堵灰。 同低温腐蚀一样，严重积灰或堵会也主要发生在低温段空气预热器。 腐蚀与堵灰往往是相互促进的。 堵灰不仅影响传热，使排烟温度升高，降低锅炉运行经济性，而且由于烟气阻力剧增，会使引风机过载而限制锅炉出力，甚至造成设备损坏而被迫停炉,第四节 空气预热器烟气侧腐蚀-低温腐蚀,四、腐蚀速度及受热面壁温 低温腐蚀的规律是酸凝结浓度、酸沉积量和受热面金属壁温三个因素综合作用的结果。 硫酸浓度对受热面对受热面腐蚀速度的影响 凝结的酸量影响腐蚀速度，随着凝结酸量的增加，腐蚀加剧

7、。 管壁上凝结的酸量与管壁温度的关系 腐蚀最严重的区域有两个： 一是发生在壁温低于酸露点15左右处； 另一个是发生在壁温在水露点附近。 壁温在水露点和酸露点之间，存在着一个腐蚀较轻的区域。 受热面壁温和空气预热器最低壁温的计算,第五节 防止和减轻空气预热器低温腐蚀的措施,一、提高空预器受热面的壁温 适当提高排烟温度 提高空预器入口空气温度（暖风器或热风再循环） 回转式空预器（壁温较高） 二、冷段受热面采用耐腐蚀的材料 三、采用降低露点或抑止腐蚀的添加剂 四、降低过量空气系数和减少漏风,第六节 尾部受热面的积灰和防止,一、尾部受热面的积灰 积灰产生的原因及过程 当携带飞灰的烟气横向冲刷受热面管束

8、时,在管子背风面形成旋涡区,小于30m的小颗粒跟随气流卷入旋涡区，在管壁上沉积下来，形成楔形积灰。 积灰在一定的烟气速度下经一段时间后，积灰不再增加，即达到动态平衡。（细颗粒沉积过程和粗颗粒对沉积层的破坏过程综合作用的结果） 低温受热面积灰一般是干松状的松散性积灰 积灰也可能由酸蒸汽或水蒸汽的凝结引起，将灰粒粘聚在受热面上 积灰的影响 传热量减少，排烟热损失增加 堵塞烟道，阻力增加，风机电耗随之增加，以至降低锅炉出力甚至停炉 可能导致低温腐蚀,第六节 尾部受热面的积灰和防止,一、尾部受热面的积灰 影响积灰的因素(省煤器) 烟气流速 管束的排列（错列和顺列），管间节距 管径 灰分颗粒的大小 气流

9、方向 防止措施 足够高的烟速（考虑磨损和传热） 合理布置受热面（错列布置） 采用小管径 正确设计和投用吹灰装置，优化吹灰 二、空气预热器的积灰与防止,1磨损的特点防止或减轻局部磨损的措施。 2磨损的影响因素和飞灰磨蚀特性的影响。 3尾部受热面传热、积灰和磨损与烟气流速。 4尾部受热面防磨的措施。 5低温腐蚀及其影响因素。 6低温腐蚀的危害和防止或减轻空气预热器的低温腐蚀的措施。 7尾部受热面积灰的特点和影响因素。 8防止和减轻省煤器积灰的措施,本章小结,磨损的区域 第一排管，迎风面撞击角为3050时，磨损量达到最大。 对多排管束时第一排以后的各排管子，错列时磨损集中在2530区域，顺列时集中在60处。 错列管束，s1/d=s2/d=2时，最大磨损的管排是第二排。 s1/d2时，最大磨损的管排往往不是在第二排，而是移至管束深处。 顺列管束磨损最