一次風(fēng)道磨損原因分析及防治對(duì)策要：通過對(duì)330MW機(jī)組鍋爐一次風(fēng)道磨損原因的分析，認(rèn)為其設(shè)計(jì)未考慮機(jī)組惡劣工況，空預(yù)器出來的一次風(fēng)帶灰嚴(yán)重是其磨損的根源，并提出空預(yù)器改造減少漏風(fēng)、空預(yù)器吹灰系統(tǒng)改造減少堵灰，以及加強(qiáng)一次風(fēng)道的防磨治理等措施，以提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。江油發(fā)電廠31、32號(hào)鍋爐系引進(jìn)法國(guó)STEIN公司生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱汽包爐，單爐體、負(fù)壓爐膛、n型布置，鍋爐出力1004t/h。制粉系統(tǒng)采用2套鋼球磨中間儲(chǔ)倉開放系統(tǒng)，干燥介質(zhì)由高溫?zé)煔鈸胶喜糠侄物L(fēng)組成。爐膛四角在16.85?23.3m標(biāo)高處裝有直流式燃燒器和天然氣燃燒器，形成四角切園燃燒。每角有5層煤粉燃燒器，3層天然氣燃燒器?？諝夥忠淮物L(fēng)和二次風(fēng)系統(tǒng)，一次風(fēng)機(jī)出來的一次風(fēng)經(jīng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器換熱后進(jìn)入一次風(fēng)道，然后將煤粉分別輸送到20個(gè)燃燒器。該機(jī)組投運(yùn)以后，一次風(fēng)空氣管道（空預(yù)器出口到煤粉混合器之間）磨損嚴(yán)重，多處因磨損而漏灰、漏風(fēng)，影響了鍋爐運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性及環(huán)境衛(wèi)生。1一次風(fēng)道磨損情況及原因分析1.1磨損機(jī)理管壁受到磨損是灰粒子和壁面間的不斷沖擊及不斷剪切同時(shí)作用的結(jié)果。設(shè)灰粒以速度W在圖（1）上的A點(diǎn)處撞擊管壁，灰粒子速度方向和A點(diǎn)壁面所成夾角為a，稱為攻角。A點(diǎn)處粒子和壁面的沖擊力R可分解為法線方向力PN和切線方向力PZ,顯然：設(shè)在法向力作用下，粒子滲入表面某一深度，此深度和被刨下來的微粒厚度成正比，而在切向力作用下把此刨屑撕下來。顯然，攻角a愈大，則在法向力作用下灰粒滲入表面的深度愈大，形成的刨屑厚度愈大。然而，形成的刨屑厚度大并不意味著磨損嚴(yán)重。還需有一定的切向力作用，以將形成的刨屑撕掉，才能構(gòu)成磨損。因而，只有當(dāng)在某一攻角下，所需要的撕下剪切力正好等于所能提供的切向分力時(shí)，磨損最為嚴(yán)重。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及運(yùn)行表明，一般當(dāng)a=30°?40°時(shí)，磨損最為嚴(yán)重。此外，研究表明流速對(duì)磨損的影響較為顯著，同時(shí)，還可發(fā)現(xiàn)，氣流中灰粒的濃度對(duì)磨損同樣有影響，磨損量正比于灰粒子的濃度。綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)，影響磨損的因素主要有三個(gè)：（1）攻角a，通常當(dāng)a=30°?40°時(shí)磨損最為嚴(yán)重；（2）流速W,是對(duì)磨損影響較大的一個(gè)因素，流速增加之后磨損速度急劇上升；（3）氣流中灰粒的濃度，磨損量與灰粒的濃度成正比。對(duì)于江油電廠31、32號(hào)機(jī)組鍋爐一次風(fēng)管系統(tǒng)來講，凡是磨損嚴(yán)重的區(qū)域，均是受上述因素影響大的區(qū)域。1.2鍋爐一次風(fēng)管磨損情況圖2是江油電廠31、32號(hào)鍋爐一次風(fēng)管道示意圖?？諝庥煽疹A(yù)器出來后進(jìn)入一直徑2.358m的圓形風(fēng)道，風(fēng)道經(jīng)過90°彎頭后與一文丘里管相連。文丘里管小截面直徑為1.36m,之后由管道與分配風(fēng)箱相連，通過分配風(fēng)箱將空氣送到十個(gè)管道中，每一管道通過分叉管將空氣引到兩個(gè)不同的燃燒器噴口。通過對(duì)31、32號(hào)鍋爐一次風(fēng)系統(tǒng)停爐時(shí)的仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，磨損較為嚴(yán)重的區(qū)域主要有2處：90°彎頭的外側(cè)壁；文丘里管段。對(duì)文丘里管處灰粒濃度測(cè)量表明，在260MW負(fù)荷時(shí)，灰粒濃度為1.114X10-3g/g；而在滿負(fù)荷330MW時(shí)，灰粒濃度達(dá)1.32X10—3g/g。停爐期間，對(duì)空預(yù)器內(nèi)的積灰情況進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn)空預(yù)器內(nèi)蓄熱組件中有較為嚴(yán)重的積灰，這些積灰在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到一次風(fēng)倉時(shí)由于一次風(fēng)壓高，而被帶入一次風(fēng)道中。測(cè)量數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果均表明，在江油電廠31、32號(hào)鍋爐一次風(fēng)氣流中含灰粒濃度較高，是構(gòu)成一次風(fēng)道磨損的主要原因之一。此外，風(fēng)速高是一次風(fēng)道磨損的另一主要原因，對(duì)一次風(fēng)道中各段風(fēng)速的計(jì)算表明，在直徑為2.358m的大管段內(nèi)風(fēng)速為20.53m/s，而在文丘里管中風(fēng)速達(dá)61.72m/s。在90°彎頭處，氣-固兩相混合物流過時(shí)以適當(dāng)?shù)墓ソ菦_刷彎頭外壁，因而磨損也較為嚴(yán)重。文丘里管收縮段，收縮角度為22°，氣流流過該段時(shí)，以近11°的攻角沖刷壁面，該處流速又較高(61.72m/s),因而一定的攻角和較高的流速綜合作用，導(dǎo)致該段磨損嚴(yán)重。2一次風(fēng)道防磨措施由前所述的磨損機(jī)理我們知道，影響一次風(fēng)管壁磨損的因素主要有三個(gè)，即攻角a,流速W及氣流中灰粒的濃度，江油發(fā)電廠31、32號(hào)鍋爐一次風(fēng)道的磨損，正是這三個(gè)因素綜合作用的結(jié)果。因而，要減小管壁的磨損狀況，在不改變?cè)脊苈吩O(shè)計(jì)的前提下，主要是減小一次風(fēng)灰粒濃度和在攻角大、流速較高部位采取必要的防磨手段來達(dá)到目的，應(yīng)從以下幾方面入手。2．1減少一次風(fēng)漏灰由于江油電廠31、32號(hào)投運(yùn)以來，其燃燒的煤種與設(shè)計(jì)煤種差別較大，燃煤含灰率由設(shè)計(jì)的32%增加到44%，有時(shí)高達(dá)47%以上，運(yùn)行過程中一次風(fēng)帶灰非常嚴(yán)重，空預(yù)器冷端蓄熱組件因長(zhǎng)期運(yùn)行低溫腐蝕而堵灰嚴(yán)重，有的已結(jié)成水泥狀，煙氣阻力增大，更加劇了漏風(fēng)，空預(yù)器漏風(fēng)率高達(dá)22%以上。為此，江油電廠于1998年、1999年利用31、32號(hào)機(jī)組大修期間對(duì)空預(yù)器進(jìn)行了改造，選用豪頓華公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的空預(yù)器DU、NF6型蓄熱組件，將原空預(yù)器24隔倉增加為48隔倉，保證在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的任意時(shí)刻都有兩個(gè)密封條對(duì)扇形密封板起到密封的作用，從而有效地減少了二次漏風(fēng)，改造后空預(yù)器的漏風(fēng)率減小到7.78%，基本上達(dá)到空預(yù)器的設(shè)計(jì)值，最大限度地減少了一次風(fēng)漏灰。2．2減少一次風(fēng)帶灰煙氣中飛灰在經(jīng)過空預(yù)器時(shí)沉積在空預(yù)器受熱面上，當(dāng)空預(yù)器受熱面轉(zhuǎn)到煙氣側(cè)時(shí)再被空氣帶入一次風(fēng)中，這是一次風(fēng)道受灰粒磨損的根源所在。因此，加強(qiáng)空預(yù)器內(nèi)煙氣側(cè)的吹灰，使空預(yù)器內(nèi)受熱面上積灰盡可能減少，這樣會(huì)大大降低一次風(fēng)道中灰份的濃度，從而很大程度上減輕管道各處的磨損程度。江油電廠31、32號(hào)鍋爐空預(yù)器內(nèi)煙氣側(cè)的吹灰方式為蒸汽吹灰，在受熱面上、下各布置一個(gè)吹灰器，定時(shí)吹灰。因空預(yù)器受熱面波紋板較密，受熱面總高度達(dá)1574mm,蒸汽吹灰顯然達(dá)不到預(yù)期的目的，一次風(fēng)帶灰相當(dāng)嚴(yán)重，而且低溫段受熱面堵塞非常嚴(yán)重，停爐檢查發(fā)現(xiàn)有的已集結(jié)成水泥塊，一次風(fēng)壓根本無法維持滿負(fù)荷要求。為此，江油電廠于1998年、1999年大修中在更換空預(yù)器蓄熱組件后，為了防止蓄熱組件再次被堵塞，分別在31、32號(hào)鍋爐空預(yù)器低溫段受熱面煙氣側(cè)上加裝了一套燃?xì)饷}沖吹灰器，可燃?xì)怏w選用的是天然氣，空氣引自本爐一次風(fēng)機(jī)出口，當(dāng)天然氣在混合物中的比例達(dá)到一定濃度時(shí)，點(diǎn)火器點(diǎn)火使混合氣體爆燃，爆炸的壓力不超過1.7MPa,以200m/s?500m/s的速度經(jīng)爆燃室，沖擊管將沖擊波傳送到空預(yù)器低溫段蓄熱波形板中，產(chǎn)生的振動(dòng)使波形板上的灰垢脫落，并由煙氣帶回到除塵器中。這樣，有效地加強(qiáng)了空預(yù)器蓄熱組件上積灰的清掃，防止了一次風(fēng)帶灰，盡可能地減少一次風(fēng)中灰粒子的來源，經(jīng)過近4年的運(yùn)行實(shí)踐，空預(yù)器蓄熱組件基本上暢通，大大減緩了一次風(fēng)的帶灰。2．3一次風(fēng)管道內(nèi)采用防磨新技術(shù)2．3．1超音速電弧噴涂的應(yīng)用由于文丘里管收縮段屬一次風(fēng)流量測(cè)量裝置，為了確保氣流的均勻性，又能達(dá)到防止磨損的目的，采用超音速電弧噴涂技術(shù)，圖2區(qū)域III。防磨材料選取SCZ20,其涂層結(jié)合強(qiáng)度三68MPa；涂層孔隙率＜0.9%；涂層顆粒細(xì)小均勻，平均粒度4.32pm；噴涂厚度0.5mm。在江油發(fā)電廠31、號(hào)32鍋爐上運(yùn)用來看，效果較好，能保證使用一個(gè)大修周期。2．3．2防磨涂料的應(yīng)用在一次風(fēng)道空預(yù)器出口至水平段弧形部位，圖2區(qū)域I,采用GJ—299A型防磨剛玉涂料，其密度三3200kg/m3；抗拉強(qiáng)度三2.6MPa；抗折強(qiáng)度三9MPa；耐磨度W0.11g/cm2；導(dǎo)熱系數(shù)（500°C）三13W/m?K；耐酸度（98%硫酸）三96%；使用溫度＜1000C；工作面上點(diǎn)焊申3.5mmx40mmx40mm的鋼絲網(wǎng)，再將防磨涂料拌好，搗打在鋼絲網(wǎng)上，厚度為20mm。在江油發(fā)電廠31、32號(hào)鍋爐上運(yùn)用來看，效果較好，使用一個(gè)大修周期后，局部被磨損部位需修復(fù)，基本上能保證4年的使用壽命。2.3.3MT耐磨抗蝕陶瓷片的應(yīng)用MT型螺栓連接陶瓷片是由多種強(qiáng)硬材料經(jīng)高壓成型，高溫?zé)Y(jié)而成的抗蝕耐磨陶瓷組成，其技術(shù)指標(biāo)為：莫氏硬度三8.5（相當(dāng)于布氏硬度1500以上），抗壓強(qiáng)度三550MPa，體積密度三3.5g/cm2,因而耐磨性高、抗沖蝕性好，其耐沖刷磨損性能至少是鉻鑄鐵的6倍以上，為16Mn鋼材的至少30倍以上。其耐溫范圍＜800C,陶瓷片一般采用有機(jī)膠粘劑粘貼在工作面上，但在高溫部位由于熱交變應(yīng)力的作用，膠粘劑易分解老化而失效，現(xiàn)改造連接方案，將陶瓷片鉆兩個(gè)空，用埋頭螺栓固定。采用專用進(jìn)口焊機(jī)把陶瓷片通過埋頭螺栓牢牢地固定工作面上，其結(jié)合強(qiáng)度高，可達(dá)60MPa以上。這樣就徹底解決了陶瓷片在