第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振动
锅炉结焦、腐蚀和磨损的原因、危害和预防
54锅炉结焦、腐蚀和磨损的原因、危害和预防张弘权 韩长龙|国家能源集团吉林龙华长春热电一厂摘要：锅炉的结焦、腐蚀、和磨损对锅炉设备的安全与稳定运行有着极其严重的危害，它们形成的原因很多，必须根据其形成原因进行预防，以减少对锅炉设备的危害，保证发电机组的安全与稳定运行。
关键词：锅炉；结焦；腐蚀；磨损1 锅炉结焦所有固体燃料都有一定的灰分。
燃煤灰分的熔点有高有低，熔点较低的煤容易结焦。
对于煤粉锅炉来说，火焰中心的区域温度很高，灰粒一般呈现融化或软化状态。
当采用固态排渣方式，如果灰粒在接触路墙、水冷壁、炉膛出口受热面和落入冷灰斗之前没有充分冷却，就会粘附在这些地方而形成灰渣，从而使成渣地区或受热面的温度升高。
由此形成了一个自然加剧的恶性循环结焦过程。
形成锅炉结焦的原因很多，大致有以下几个方面：1.1 灰的性质灰的熔点越高，则越不容易结焦；反之，熔点越低，越容易结焦。
灰的组成很复杂。
灰的熔点与灰的化学成分及周围的介质有关，灰的化学成分及其成分的含量比列决定灰熔点的高低，灰的熔点比其混合物中最低熔点还要低。
1.2 周围介质成分对结焦的影响燃烧过程中，由于供风不足或燃料与空气的混合不良，使使燃烧达不到完全燃烧，未完全燃烧将产生还原性气体，灰的熔点就会大大降低。
1.3 运行操作不当由于燃烧调整不当，使炉膛火焰发生偏斜或一、二次风配合不合理，一次风速过高，煤粒没有完全燃烧而在高温软化状态下粘附在受热面上继续燃烧，而形成了恶性循环。
1.4 炉膛容积热负荷过大由于炉膛设计不合理，或锅炉不适当的超出力，而造成炉膛容积热负荷过大，使炉膛温度过高，灰粒到达水冷壁壁面和炉膛出口时还不能得到足够的冷却，从而造成结焦。
1.5 吹灰、除焦不及时当炉膛受热面积灰、结焦过多，清理不及时都会造成受热面壁温升高，从而使受热面产生严重结焦。
结焦会对锅炉产生如下的危害：A．结焦会引起汽温偏高。
在炉膛大面积结焦时，会使炉膛吸热量大大减少，炉膛出口烟气温度偏高，使过热器传热强化，造成过热汽温偏高，并使过热器管壁超温。
锅炉炉膛受热面沾污状态判断方法的研究
1. 绪论1.1 课题背景能源问题已成为世界各国所关注的重大问题，我国用于发电、工业生产和生活取暖等锅炉的煤耗量要点总开采量的一半以上。
为了保证锅炉工作安全可靠和节约能源，当今锅炉工作者的重点应着眼于锅炉的烟气侧，即锅炉受热面外部工作过程――结渣、积灰、腐蚀和磨损。
而力求消除和减轻灰渣污染与金属磨蚀，是研究锅炉受热面外部工作的主要任务。
燃用化石矿物燃料的锅炉受热面，或多或少都会遭受到烟气流中固体质点和酸性与有害气体的污染。
燃煤锅炉的炉膛结渣（亦称结焦），对流受热面的积灰与低温腐蚀是屡见不鲜的。
结渣属于粘结性灰污，其带来的危害性通常要比松散性灰污严重得多。
当锅炉发生结渣时，由于灰污具有比金属壁大得多的的热阻，因而降低了传热效果，增加了锅炉排烟损失，使锅炉效率降低，且增加了通风电耗。
同时，由于结渣具有局部性，因而影响到受热面内部汽水正常工作。
严重的结渣将堵塞烟气通道及炉膛排渣口和使汽水管过热爆管，破坏设备连续运行。
大的渣块掉下，则可能砸坏冷灰斗。
结渣也加剧了金属的腐蚀。
为清除结渣有时不得不停炉。
为防止结渣，也迫使一些锅炉长期在低负荷下运行。
因此，结渣严重影响锅炉的可用率、出力及安全性。
带来巨大的经济损失。
我国近年来，由于电站用煤品种多变，劣质煤的大量使用，锅炉结渣情况日益突出。
对我国电站调查表明，有相当数量的锅炉存在不同程度的结渣。
由此，不仅造成了经济上的损失，也加剧了我国电力不足的矛盾。
如何消除和防止锅炉受热面结渣已成为我国锅炉工作者的一大任务。
1.2 本课题国内外研究现状受热面结渣是一极为复杂的理化过程，影响因素很多，不仅牵扯到煤中矿物结构、组成等，还与矿物质在炉内加热过程中的理化变化以及在炉内的运动和炉内气氛等有关。
国外虽研究多年，但到今尚未能达到准确的科学性，依据仍然是经验。
国内近几年在一些单位开展的研究，还不能满足锅炉设计人员和运行人员的迫切需要。
因此，为了进一步向锅炉设计、运行和添加剂等提供选用的认识，消除或减轻受热面结渣，提高锅炉可用率、经济性和安全性，节约能源，加强受热面结渣机理的研究是很有必要和很有现实意义的。
2010级第十章滑动轴承解读
教学基本要求
滑动轴承
1．了解摩擦状态、滑动轴承的类型、特点和应用 2．了解滑动轴承的结构、材料及润滑 3．掌握滑动轴承的失效形式及设计准则 4．掌握油膜承载机理及液体滑动轴承的设计计算方法 重点与难点 1．滑动轴承的失效形式及设计准则 2．压力油膜承载机理
10．1
滑动轴承的分类
概述
根据所承受载荷的方向、滑动轴承可分为径向轴承、推力轴承两大类。 根据轴系和拆装的需要，滑动轴承可分为整体式和剖分式两类。 根据颈和轴瓦间的摩擦状态，滑动轴承可分为液体摩擦滑动轴承和 非液体摩擦滑动轴承 根据工作时相对运动表面间油膜形成原理的不同，液体摩擦滑 动轴承又分为液体动压润滑轴承和液体静压润滑轴承，简称动 压轴承和静压轴承。
在跑合阶段结束后应清洗零件，更换润滑油。
磨损分类
按照磨损的机理以及零件表面磨损状态的不同 把磨损分为： 1.磨粒磨损
由于摩擦表面上的硬质突出物或从外部进入摩擦表面的硬 质颗粒，对摩擦表面起到切削或刮擦作用，从而引起表层材 料脱落的现象，称为磨粒磨损。
减轻磨粒磨损：满足润滑条件，合理地选择摩擦副的材 料、降低表面粗糙度值以及加装防护密封装置等。
一.润滑剂
1.润滑油
主要有矿物油、合成油、动植物油等，其中应用最广 泛的为矿物油。 粘度的大小表示了液体流动时其内摩擦阻力的大小，粘度 愈大，内摩擦阻力就愈大，液体的流动性就愈差。
粘度可用动力粘度、运动粘度、条件粘度（恩氏粘度）等 表示。我国的石油产品常用运动粘度来标定。
1 ）粘度：
牛顿的粘性液体的摩擦定律
n——轴颈转速(r/min)
[pv]——pv的许用值(N/mm2.m/s)
3）验算轴承的vm 值
m
d m n
第10章 受热面污染、腐蚀、磨损及振动(西交大 锅炉原理 考研复试)
第10章 受热面污染、腐蚀、磨损及振动1. 结渣、沾污、腐蚀及磨损会给锅炉工作带来哪些问题？锅炉内结渣、沾污、腐蚀及磨损所引起的主要问题有：（1） 污染、结渣会降低炉内受热面的传热能力。
灰污在受热面沉积后，由于其导热系数很低，热阻很大，一般污染数小时后水冷壁的传热能力会降低30％～60％，使得炉内火焰中心后移，炉膛出口烟温相应提高．由于炉膛出口烟温提高，使得飞灰易粘结在对流和屏式过热器上，引起过热器的沾污和腐蚀。
积灰会使省煤器和空气预热器堵塞、传热恶化，从而提高排烟温度，降低锅炉运行经济性。
（2） 由于总的传热阻力增大，会使锅炉可能无法维持在满负荷下运行，只好增加投煤量，引起炉膛出口烟温进一步提高，使灰渣更容易粘在受热面上，形成恶性循环，导致发生一系列锅炉恶性事故，如过热器、省煤器管束堵灰、爆裂，空气预热器大量漏风，出渣系统堵死．烟温升高还会导致蒸汽过热汽温偏高，使金属管子处超温运行状态。
（3）在高温烟气作用下，粘结在水冷壁或高温过热器上的灰渣会与管壁发生复杂的化学反应，形成高温腐蚀。
（4）只能低负荷运行、增加检修工作量或者被迫停炉检修而造成巨大的直接及间接的经济损失。
2. 结渣的基本条件是什么?何谓灰的结渣特性指标?当灰熔点较低，而炉膛中及出口处的烟气温度又很高时，飞灰呈熔状的粘结颗粒，碰到受热面后即粘结在管壁上。
灰的结渣特性指标包括：碱酸比B /A 、硅铝比、结渣指数t R 和s R 。
3. 说明各种积灰的形成过程、机理、影响因素和减轻措施。
（1）干松灰的积聚过程完全是一个物理过程，灰层中无粘性成分，灰粒之间呈现散状态，易于吹除。
促使飞灰沉积在管壁上的作用主要有：机械网罗作用、分子间的吸引力、热泳力作用、 静电吸引力作用。
影响干松灰积聚的主要因素有：烟气流速及粒子直径分布、管子直径、管子节距及管束的布置方式、灰粒浓度。
减轻或防止干松灰积聚的措施主要有：①设计时采用足够高的流速，一般不能低于5~6m/s。
锅炉原理周强泰第三版书后习题(部分)整理
复习考虑题绪论1、以热力系统说明火力发电厂的消费过程以及锅炉在其中的作用？省煤器〔给水〕--汽包—水冷壁—过热器—汽轮机高压缸—再热器—汽轮机—凝汽器—低加—除氧器—高加—省煤器锅炉将燃料的化学能转化为热能。
2、煤粉锅炉有哪些设备、部件和系统组成？其作用是什么？设备：原煤斗、给煤机、磨煤机、给粉机、送粉风机、送风机、引风机、燃烧器、炉膛、水冷壁、汽包、过热器、再热器、省煤器、空气预热器。
系统：燃烧系统：根据炉膛燃烧和负荷需要提供连续、合格的燃料。
风烟系统：枯燥和输送煤粉、提供燃料燃烧所需的氧、将燃烧产生的热量传递给工质、汽水系统：吸收烟气的热量，将给水加热成过热蒸汽、3、火力发电厂和锅炉有哪些主要的特征指标？其意义是什么？平安性指标：连续运行小时数、事故率、可用率经济指标：发电煤耗、供电煤耗、锅炉热效率环保指标：二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉尘4、燃煤锅炉有哪些燃烧方式?室燃炉、层燃路、流化床炉、旋风炉5、说明自然循环、控制循环和直流式锅炉的工作原理，每种循环方式有何特点？自然循环锅炉：循环倍率大于一，循环动力完全由工质汽水密度差提供。
特点：工作压力在临界压力以下，热惯性大，金属耗量大，给水品质要求低，无水动力不稳定，有自补偿才能，控制系统简单，加热蒸发过热有分界点，制造运输安装方便，蒸发区流动耗工无控制循环锅炉：循环倍率大于一，循环动力主要由汽水循环泵提供。
特点：水循环可靠性高、循环倍率低、水冷壁布置自由、启停快、金属耗量低、汽包内部构造改良、系统复杂、投资大运行耗电、蒸发区工况依靠循环泵直流锅炉：循环倍率等于一，工质一次通过蒸发区，没有循环特点：复合循环锅炉：低负荷时屡次循环，高负荷时直流锅炉。
特点：低负荷时受热面冷却可靠、高负荷时给水泵耗功少第一章1、什么是燃料的元素分析和工业分析？元素分析：对煤中有机物C、H、O、N、S占比进展分析工业分析：根据规定条件，对燃料进展枯燥、加热、燃烧分析其挥发分、固定碳、水分、灰分含量。
重庆大学锅炉原理总结
第1章绪论锅炉构成：锅炉本体（燃烧系统、汽水系统）和辅助设备。
锅炉的工作过程：锅炉内部同事进行着燃料燃烧、烟气想工质传热、工质受热汽化三过程。
锅炉分类：用途生活，工业，电站蒸汽压力低压锅炉（出口蒸汽压<=2.45）、中压锅炉（表压2.94-4.9）、高压锅炉（7.84-10.8）、超高压锅炉（11.8-14.7）、亚临界压力锅炉（15.7-19.6）、超临界压力锅炉（24.0-28.0）、超超临界机组（表压28.0以上，或主蒸汽温度和再热蒸汽温度为593℃以上）。
锅炉主要形式：层燃燃烧锅炉、循环流化床锅炉、自然循环锅炉、控制循环锅炉、超临界直流锅炉、预热锅炉、导热油锅炉。
锅炉额定蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度和使用设计燃料，并保证热效率是的蒸发量。
锅炉最大连续蒸发量：锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度和使用设计燃料，长期连续运行是所能达到的最大蒸发量。
热效率（锅炉效率一般指锅炉热效率）有效利用的热量Q1与燃料输入热量Qr的百分比锅炉净效率：有效利用热量Q1与燃料输入热加锅炉自用热耗和锅炉辅助设备消耗功率之比。
第2章锅炉燃料1. 煤的元素分析成分2. 煤的工业分析成分3. 燃料的发热量的三种表示方法：弹筒发热量、高位发热量和低位发热量。
4. 折算成分5. 煤的工业分类6. 煤灰熔性7. 灰熔性地狱锅炉影响8. 常用液体燃料第3章燃料燃烧计算及锅炉平衡理论空气量：1kg（或标况下1m3）燃料完全燃烧且燃烧产物中又没有氧气存在时所需的空气量。
实际空气量：一般燃烧设备很难保证氧气和燃料完全燃烧，通常实际空气量大于理论空气量。
空气系数：实际空气量与理论空气量之比。
完全燃耗时烟气成分：CO2、SO2、N2、H2O。
烟气分析方法：化学吸收法、色谱分析法、红外吸收法、电化学传感器法。
实际燃烧温度：实际燃烧过程中，烟气可能达到的温度。
理论燃烧温度：绝热条件下完全燃烧，不考虑对外做功时，烟气可能达到的最高温度。
关于锅炉受热面损坏的常见原因及防范措施探讨
82能源环保与安全一、前言随着我国工业的高速发展，对各种工业设备的应用水平有了更高的要求。
为了有效保障锅炉得到更加良好的运转，对其受热面往往有着比较高的要求，这样才能保证锅炉的运行效率。
因此，有必要对锅炉受热面损坏的原因进行深入探讨，并提出一些有效的保护措施，不断提高锅炉的利用率。
二、锅炉受热面损坏的常见原因高温腐蚀。
高温腐蚀是指在煤粉锅炉高温火焰和烟气区域，过热器和悬挂件外部出现的一种腐蚀现象，其属于一个比较复杂的物理化学过程，和有关煤反应的机理是一样的，由于煤自身的复杂性和对其研究发展的限制，这些机理和推理结果往往在定量描述上，还不是非常准确。
从目前对高温腐蚀的进一步研究来看，主要是由于壁面和积灰层间的一层液相反应而产生的。
污染后的受热面，会受到灰渣和烟气的复杂化学反应，受热面表层集灰也往往由两部分构成，内层的会比较密实，和管子的黏结牢固性比较强，不是非常容易被清除，外层的会比较松散，容易被有效清除。
造成锅炉受热面损坏的因素很多，其中一个因素是锅炉受热面出现了磨损。
在锅炉实际运行期间，受热面需要能够有效传递热量，需要与烟气直接接触。
在烟气中往往含有大量的杂质，在烟气流动的过程中，内部杂质会直接与受热面发生碰撞，对受热面造成比较大的影响。
如果受热面长期与烟气进行接触，烟气流动的速度会不断加快，内部的杂质对锅炉表面会产生切削的作用，让锅炉受热面发生比较大的磨损。
如果锅炉受热面设计不合理，还会对受热面造成磨损。
另外一个因素是锅炉缺水导致受热面管道发生损坏。
在锅炉运行过程中，如果内部发生缺水现象，就容易对受热面造成非常大的损伤，甚至会引起安全事故的发生，对企业经营效益造成非常大的影响。
如果锅炉内部缺水，管道在运行中就会得不到及时的冷却，在高温的环境中，管道内部的温度会不断升高，管道的强度会不断降低。
如果温度超过一定的值，受热面管道还会发生变形的现象，如果没有合理及时进行处理，容易造成管道发生爆裂的情况，造成比较大的经济损失。
锅炉原理习题库
《锅炉原理》习题库第一章基本概念锅炉容量层燃炉室燃炉旋风炉火炬―层燃炉自然循环炉多次强制循环炉直流锅炉复合制循环炉连续运行小时数事故率可用率钢材使用率第二章⑴基本概念元素分析工业分析元素分析成分工业分析成分应用基分析基干燥基可燃基发热量折算灰分折算水分结渣变形温度软化温度熔化温度重油⑵问题煤的元素分析成分有哪些？煤的工业分析成分有哪些？应用基碳、固定碳和焦碳的区别是什麽？挥发分包括哪些元素？挥发性物质包括一些什麽物质？第三章⑴基本概念燃料的燃烧理论空气量过量空气系数漏风系数理论烟气量实际烟气量燃料特性系数烟气的含氧量理论空气焓理论烟气焓锅炉机组的热平衡输入热量锅炉有效利用热排烟损失失化学未完全燃烧损失机械未完全燃烧损失散热损失其他损失飞灰系数飞灰可燃物含量排渣率灰渣可燃物含量保热系数最佳过量空气系数燃料消耗量计算燃料消耗量正平衡法反平衡法锅炉热效率⑶问题理论空气量中的物质成分有哪些？理论烟气量中的物质成分有哪些？什麽叫最佳过量空气系数，如何确定？烟气中的水分有哪些来源？写出烟气中的氧量和过量空气系数的关系式。
我国锅炉热平衡规定有哪些热损失？输入热量包括哪些热量？燃煤锅炉的机械未完全燃烧损失具体包括哪些损失？一般来讲，燃煤锅炉的烟气中包括哪些可燃物？由散热损失推导保热系数时，有什麽假设？锅炉有效利用热包括哪些部分？第四章⑴基本概念煤粉细度煤粉的经济细度煤粉颗粒组成特性细度系数均匀性指数煤的可磨性系数最佳通风量直吹式制粉系统中间储仓式制粉系统粗粉分离器细粉分离器锁气器⑵问题为什麽用一个筛子可以确定煤粉的颗粒组成？影响煤粉爆炸性的因素有哪些？煤的可磨性系数大说明煤粉好磨还是难磨？什麽叫高速磨煤机、中速磨煤机、低速磨煤机？各举一个例子。
什麽叫风量协调，如何对好烟煤和多水分褐煤进行风量协调？画出中间储仓式乏气送粉的制粉系统图。
画出中间储仓式热风送粉的制粉系统图。
画出直吹式的制粉系统图。
什麽叫正压的直吹式制粉系统？什麽叫负压的直吹式制粉系统？说明下述部件的作用和工作原理：粗粉分离器细粉分离器锁气器第五章⑴基本概念化学反应速度活化能着火着火温度燃烧反应的动力区燃烧反应的过渡区燃烧反应的扩散区⑵问题燃烧反应分为哪些区域，各有什麽特点？画出煤粉燃烧的放热曲线和散热曲线，指出着火点和熄火点。
600MW锅炉外置床受热面防磨技术及应用
600MW锅炉外置床受热面防磨技术及应用锅炉外置床是CFB锅炉的重要组成机构，其性能优劣直接影响到锅炉的效率，外置床的位置是在高温灰的回路部分，通常具有几个仓室，其上面是分离器，外置床在锅炉运转过程中的主要作用是将传热系统与燃烧系统分离，使锅炉的温度调节特性显著提高，但是在锅炉使用过程中，锅炉外置床受热面常常会出现严重的磨损，这对锅炉的性能有着很大的负作用，本文将以600MW锅炉外置床受热面作为研究对象，对其存在的磨损类型与磨损原因进行分析，并提出相应的改进措施.。
【关键词】磨损原因；改进措施；锅炉外置床；磨损引言CFB锅炉属于循环流化床锅炉，与传统的锅炉有着较大不同，在结构上最大的差异就是CFB锅炉在整个系统中添加了锅炉外置床，因此运行方式也是不同于传统锅炉，CFB锅炉在炉膛的出口设有一个分离器，该分离器的主要作用就是将固体与气体进行分离，分离出的固体颗粒可以继续用来燃烧，而气体则是流入到烟道中.。
CFB锅炉的循环系统主要有三个主要部件，分别是分离器、返料阀和炉膛，反应物和燃料在锅炉中处于高温的状态，并在整个锅炉系统中循环流动，从而提高燃料的利用率，在整个循环过程中，锅炉外置床起着至关重要的作用，它可以是锅炉的受热面和再热器可以更加方便的布置，使得整个锅炉系统可以大型化发展，但是通过锅炉外置床的实际应用过程发现，外置床在使用过程中会发生一定的磨损，最為明显的两类磨损分别是耐火材料的磨损和受热面的磨损，其他部位的磨损比较小，本文将对600MW锅炉外置床受热面的磨损进行分析和研究，并提出改善磨损的措施.。
1外置床磨损类型锅炉外置床受热面的磨损通常有两种，分别是冲蚀磨损和微振磨损，本文对这两种磨损进行分析，从而得出其磨损机理并找出应对措施.。
1.1 冲蚀磨损在外置床内循环的颗粒会与受热面发生一定的撞击，由撞击产生的磨损称为冲蚀磨损，对于冲蚀磨损又可以细分为两种类型，分别是撞击磨损和冲刷磨损.。
所谓撞击磨损就是外置床内循环的颗粒与受热面长期以较大的角度进行撞击，随着撞击次数的增多，最初的磨损范围将会逐渐扩大，严重受热面表层还会出现脱落的现象；而冲刷磨损主要是由于摩擦形成的，外置床内循环的颗粒与受热面以一定的角度撞击时，会在相应的方向产生摩擦，由于颗粒表面并不是光滑的，存在一定的棱角，因此会对受热面造成一定的刮伤.。
《锅炉原理》试题库及参考答案
《锅炉原理》试题库及参考答案《锅炉原理》习题库及参考答案第⼀章基本概念1. 锅炉容量：指锅炉的最⼤长期连续蒸发量，常以每⼩时所能供应蒸汽的吨数⽰。
2. 层燃炉：指具有炉箅（或称炉排），煤块或其它固体燃料主要在炉箅上的燃料层内燃烧。
3. 室燃炉：指燃料在炉膛空间悬浮燃烧的锅炉。
4. 旋风炉：指在⼀个以圆柱形旋风筒作为主要燃烧室的炉⼦，⽓流在筒内⾼速旋转，煤粉⽓流沿圆筒切向送⼊或由筒的⼀端旋转送⼊。
较细的煤粉在旋风筒内悬浮燃烧，⽽较粗的煤粒则贴在筒壁上燃烧。
筒内的⾼温和⾼速旋转⽓流使燃烧加速，并使灰渣熔化形成液态排渣。
5. ⽕炬―层燃炉：指⽤空⽓或机械播撒把煤块和煤粒抛⼊炉膛空间，然后落到炉箅上的燃烧⽅式的炉⼦。
6. ⾃然循环炉：指依靠⼯质⾃⾝密度差造成的重位压差作为循环推动⼒的锅炉。
7. 多次强制循环炉：指在循环回路中加装循环⽔泵作为主要的循环推动⼒的锅炉。
8. 直流锅炉：指⼯质⼀次通过蒸发受热⾯，即循环倍率等于⼀的锅炉。
9. 复合制循环炉：指在⼀台锅炉上既有⾃然循环或强制循环锅炉循环⽅式，⼜有直流锅炉循环⽅式的锅炉。
10. 连续运⾏⼩时数：指两次检修之间运⾏的⼩时数。
11. 事故率＝%100?+事故停⽤⼩时数总运⾏⼩时数事故停⽤⼩时数； 12. 可⽤率＝%100?+统计期间总时数备⽤总时数运⾏总时数； 13. 钢材使⽤率: 指锅炉每⼩时产⽣⼀吨蒸汽所⽤钢材的吨数。
第⼆章⼀、基本概念1. 元素分析：指全⾯测定煤中所含全部化学成分的分析。
2. ⼯业分析：指在⼀定的实验条件下的煤样，通过分析得出⽔分、挥发分、固定碳和灰分这四种成分的质量百分数的过程。
3. 发热量：指单位质量的煤在完全燃烧时放出的全部热量。
4. 结渣：指燃料在炉内燃烧时，在⾼温的⽕焰中⼼，灰分⼀般处于熔化或软化状态，具有粘性，这种粘性的熔化灰粒，如果接触到受热⾯管⼦或炉墙，就会粘结于其上，这就称为结渣。
5. 变形温度：指灰锥顶变圆或开始倾斜；6. 软化温度：指灰锥弯⾄锥底或萎缩成球形；7. 流动温度：指锥体呈液体状态能沿平⾯流动。
《锅炉原理》总结 (第6-12章)
第六章蒸发设备6.膜式水冷壁的优缺点优点：气密性好、对炉墙保护作用好、辐射传热面积大、现场吊装、较强的抗爆能力；缺点：制造检修工作量大、热应力大、人孔等处密封、刚性差。
7.凝渣管束的作用：8.折焰角的作用：○1使炉内火焰分布更均匀，完善高温烟气对炉膛出口受热面的直接冲刷，减小上部死滞区；○2折焰角延长了锅炉的水平烟道，可布置更多的对流受热面，提高锅炉参数。
9.蒸发受热面的结渣、析铁、水冷壁的高温腐蚀：《1》固态排渣煤粉炉的结渣：○1原因：燃烧过程中形成的熔融灰渣在凝固之前接触到受热面，凝结、积聚成坚硬难以清洗的灰渣层；○2发生部位：燃烧器区域、炉膛出口折焰角处、屏式过热器、及其后对流管束入口处、冷灰斗；○3结渣危害：1）传热减弱，锅炉效率下降，经济性变差；2）被迫负荷降低；3）过热器损坏；4）燃烧器喷口结渣破坏空气动力场；5）水冷壁损坏；6）下落焦块损坏冷灰斗；7）阻塞冷灰斗，无法排渣；○4影响结渣的因素：1）煤的灰分特性：软化温度ST <1200o C,易结渣；灰熔点越低，越易结渣；灰分成分的影响:碱性氧化物—Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等。
酸性氧化物—SiO2、Al2O3、TiO3等。
对灰熔点的影响碱性氧化物↑灰熔点↓酸性氧化物↑灰熔点↑硅比灰分成分的影响:碱性氧化物—Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等。
酸性氧化物—SiO2、Al2O3、TiO3等。
对灰熔点的影响碱性氧化物↑灰熔点↓酸性氧化物↑灰熔点↑硅比S R，越不易结渣；碱酸比B/A 越小，越不易结渣；2）炉内空气动力工况：火焰中心偏移，水冷壁结渣；燃烧组织不好，死滞漩涡区形成还原性气氛，FeO易与SiO2形成2FeO·SiO2（共晶体，灰熔点下降150~3000C。
3）炉膛的设计特性：q V q A q r过大，炉温升高，易结渣；4）锅炉运行负荷：○5防止结渣的措施：【避免炉温过高；防止灰熔点降低】1）免受热面附近温度过高；2）防止炉内生成过多还原性气体；3）做好燃料管理工作；4）加强运行监视，及时吹灰除渣；5）做好设备检修工作；《2》液态排渣炉底析铁：析铁危害：1）析铁后熔渣粘度增大，不利于排渣2）侵蚀炉底耐火涂层3）与水反应生产H2引起爆炸4)沉于炉底，停炉后，清除困难防止析铁：防止煤粉落入渣池；尽快排走溶渣。
锅炉省煤器爆管的原因分析与处理措施
锅炉省煤器爆管的原因分析与处理措施1 省煤器超温爆管机理分析省煤器超温爆管的原因非常复杂，主要由磨损、腐蚀以及振动引起。
以下主要就这三方面探讨省煤器超温爆管的机理。
1.1 磨损由磨损导致的爆管中，飞灰磨损是主要原因，影响的因素包括飞灰浓度、烟气流速、飞灰的磨损性能等方面；另外，省煤器的结构也会磨损。
1.1.1 飞灰浓度飞灰浓度大，表明烟气中含灰量多，灰粒撞击受热面的次数增多，引起磨损加剧。
我国煤种的多样性和电厂用煤的不确定性，使当前许多电厂的燃煤含灰量大于设计值。
有的燃料灰分高达40。
煤质变差，灰分增加，燃煤量也增加，造成烟气中飞灰浓度剧增，增加了省煤器的磨损。
1.1.2 烟气流速烟气流速是影响受热面磨损的最主要因素。
一些研究表明，磨损量与烟气流速的2.3次次方成正比。
烟气流速越高，则省煤器的磨损越严重。
磨损量甚至能与烟气速度成n（n＞3）次方关系。
原因可以解释为：冲蚀磨损源于灰粒具有动能，颗粒动能与其速度的平方成正比。
磨损还与灰浓度（灰浓度又与速度的一次方成正比）、灰粒撞击频率因子和灰粒对被磨损物体的相对速度有关。
若近似地认为vp≈vg 时，磨损量就将和烟气的三次方成正比。
烟气速度的提高，会促使上述原因的作用加强，从而导致冲蚀磨损的迅猛发展，所以烟气流速越大时，n值也就越大。
另外，由数值实验表明，当颗粒直径较小时，n值将较大。
最后应该指出的是，虽然锅炉热力计算标准中所推荐的n值为3.3。
但我们认为用直径分档的方法，先求出各档颗粒直径下的冲蚀磨损量，然后加权平均较为准确。
1.1.3 省煤器结构的影响所选省煤器的型式和结构不同，其磨损程度不同。
（1）在相同条件下，光管、鳍片管、膜式管束其抗磨性能依次减弱；（2）省煤器管束顺列布置比错列布置磨损要轻；（3）错列布置磨损最严重的为第二排管子，顺列布置磨损最严重的则在第五排之后；（4）鳍片管省煤器的鳍片越高，磨损越严重。
当鳍片高度较小（h=3㎜）时与光管的磨损程度较为接近。
受热面外部污染、腐蚀、磨损及振动
它的数值主要与烟气中的SO3含量有关，也与水蒸汽 含量有关。
例如，若烟气中含有0.005% SO3 ，则露点温度可高 达150℃。
露点温度的高低还不足以表明腐蚀的严重程度，而 最主要的是受热面金属低于露点以下部分的硫酸凝 结量。 烟气中的SO3是由燃料的硫氧化而得或由硫酸盐的 分解而得，但是其含量除和燃料中的含硫量有关外， 还和燃料中的灰含量，灰的化学组成，过量空气系 数等有关。 目前，只有靠经验式来计算酸露点温度。
防止结渣的方法：
①正确地组织燃烧器的工作，采用适当 的qV和qa以保证炉膛出口烟温不过高。并 避免在水冷壁附近形成还原性和半还原 性气氛。
②采用拉稀的高温对流受热面，即凝渣 管，屏式受热面以及对流过热器前部的 拉稀等。
③采用适当的吹灰打渣方法。
10.1.2 积灰
积灰可几乎发生在任何受热面上，积灰过程是一 个复杂的物理化学过程和空气动力学过程。 积灰过程可能伴随着化学变化，而流场的形态会 影响到颗粒的运动，进而影响到积灰过程。 分疏（干）松灰、高温粘结灰和低温粘结灰三种。
2．低温腐蚀：
低温腐蚀主要发生在低温受热面（如空气预器）， 对工业锅炉，也发生在省煤器上。
（1） 低温腐蚀特点： ①有化学腐蚀（如硫酸作用于金属），也有电化学
腐蚀（如冷凝后的水蒸汽与金属作用） ②腐蚀产物中主要是低价铁的硫酸铁（如FeSO4）
和铁的氧化物Fe2O3及Fe3O4等。 ③腐蚀速度有时很高，可高达1mm/a；
高温粘结灰的形成机理：
①以燃料灰分中的碱金属的氧化物在燃烧时升华，升华 灰非常细小，靠扩散作用到达并冷凝在管壁上。 ②冷凝在管壁上的碱金属氧化物与烟气中三氧化硫反应 形成硫酸金属。 ③硫酸盐与飞灰中的氧化铁Fe2O3及烟气中的三氧化硫反 应，形成复合硫酸盐Na2Fe(SO4)3、K3Fe(SO4)3；也与飞 灰中的氧化铝，形成Na3(AlSO4)3、K2(AlSO4)3，这些反 应产物在500~800℃范围内呈现熔状，具有粘性。 以这层为粘结剂，一方面捕捉飞灰，一方面还可继续形 成粘结物，灰层迅速增长。
锅炉炉管“四管泄漏”的原因
锅炉炉管“四管泄漏”的原因四管爆漏的种类和定义：四管爆漏是指锅炉热交换面中的水冷壁、过热器、再热器和省煤器四种受热面管由于过热、腐蚀、磨损等各种原因发生破裂、泄漏，导致炉管失效，甚至引起锅炉事故停机。
根据其产生的原因不同，可以按表1分类：一、爆口特征判断法是现场确定爆管原因的重要手段。
爆口特征主要是指：（1）爆口位置:位于何种受热面的具体部位是向火侧还是背火侧。
（2）爆口形状①断口面是否垂直于轴向；②爆口边缘有无明显变薄情况，是锐边还是钝边；③爆口内壁有无积垢，外壁氧化情况，爆口附近宏观裂纹；④爆口附近内外壁有无明显的腐蚀坑；⑤爆口附近内外壁上的裂纹走向。
（3）爆口附近的金相：包括相的组成、数量、形态、大小和分布，以及各类金相裂纹(性质、大小、形态、走向及其与显微组织的关系等)，显微孔洞的大小和分布，珠光体球化程度和石墨化程度，脱碳、过烧、过热等。
二、过热爆管过热可分短期过热和长期过热两大类1、长期过热：长期过热爆管通常爆口不大，破口断面粗糙而不平整，管壁减薄不多，破口边缘是钝边，并不锋利，破口附近有众多的平行于破口的管子轴向裂纹。
由于长期在高温下运行，爆口附近往往有较厚的黑色氧化皮。
从蠕变原理上来说，破口应为塑性断裂，但蠕变爆管往往伴有应力腐蚀，这使爆口表现出脆性断裂的特征。
当管子过热时，管子会以加快了的蠕变速度发生管径胀粗，通常在爆口的金相图中可以看到明显的蠕变晶间裂纹，伴随有严重的球化现象。
由于长期在高温下运行，在裂纹发展的同时，也发生裂纹内部的氧化，结果在裂纹内壁上生成了氧化层，尤其是粗大的蠕变裂纹处，其氧化层更为明显。
2、短期过热：短期过热是由于管子在严重超温的情况下力学性能严重下降，管子在压力的作用下发生塑性变形以至爆破。
短期过热爆管按过热程度的高低又可分为:（1）瞬时过热爆管，温度在Ac3以上；（2）短期直接过热爆管；（3）小鼓包爆管。
瞬时过热爆管破口处呈喇叭状，管子严重减薄胀粗，边缘锋利，为韧性断裂，外表呈蓝黑色氧化组织。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
c 管子节距及管束的布置方式：错列布置
是管子的背风面较易受到冲刷，积灰减轻。
顺列布
积灰严重。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
错列时，减少纵向节S2，背风面受的冲刷更 为强烈，积灰减轻
顺列时，减少纵向节S2，使相邻管子的积灰 易于搭桥，积灰，更为严重。
我国的锅炉燃料多为煤，煤中含有灰分，对煤 粉炉燃烧完成后，这些灰分最终都要排放出锅 炉本体，其中绝大部分是经过尾部受热面放出 去。
这么多的灰量流过，势必对受热面造成磨损。
此外，还会积灰，使受热堵塞，燃料中含有硫 分及水分，其中硫分燃烧后产SO2或SO3与水分 结合形成硫酸或亚硫酸，对受热面进行磨蚀。
烟气中的水蒸汽遇冷后会凝结（结露）也受对 锅炉的尾部低温受热面造成腐蚀和堵灰。
我们这章的目的，就是要学习这样过程的机理，
以期在设计或运行中来防止磨损、积灰（结渣）
及腐蚀等问题。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
§10—2 结渣与积灰
结渣或积灰造成的危害是什么呢？可能是： ①传热阻力增加 ②对流烟道的阻力增加 ③严重时造成事故必须停炉，使可用率下 降 但结渣与积灰几乎是不可避免的，只能采 用措施来减轻。
一般说来，积灰可分疏（干）松灰， 高温粘结灰和低温粘结灰三种形态。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
二、干松灰：
①概貌：干松灰的积聚过程完全是一个 物理过程，灰层中无粘性成分，灰粒之 间呈现散状态，易于吹除。
②位置及性质：主要发生在管导的背风 央，迎风面几乎没有（特别烟速较大时） 随烟气流速的增加，积灰量减小，因此， 对应于一定烟气流速积灰几乎是一定的， 不可能无限增加。主要细微灰粒，较大 的颗粒不太可能积聚成干松灰。
(SiO2，Al2O3，TiO2)比碱性成分 (Fe2O3，CaO， MgO，Na2O，K2O)的熔点普遍要高些，煤灰 中酸性成分多会便煤灰熔点高，因此可用碱酸 比来衡量煤灰结渣的难易。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
②冷凝在管壁上的碱金属氧化物与烟气中三氧化硫反应 形成硫酸金属。钢管壁面上的催化作用，使得烟气中的 SO2在氧化成SO3的同时，形成硫酸盐。 ③硫酸盐与飞灰中的氧化铁Fe2O3及烟气中的三氧化硫反 应，形成复合硫酸盐Na2Fe(SO4)3、K3Fe(SO4)3；也与飞 灰中的氧化铝，形成Na3(AlSO4)3、K2(AlSO4)3，这些反 应产物在500~800℃范围内呈现熔状，具有粘性。
飞灰中的化学成分不同，将会有不同的高 温粘结灰的形成机理以及不同的灰层颜色， 目前，对这个问题认识得不是非常清楚。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
例如：燃烧多碱性金属的燃料时，高温粘结灰的形成机 理大致是这样的：
①以燃料灰分中的碱金属的氧化物，在燃烧时升华，升 华灰非常细小，靠扩散作用到达，并冷凝在管壁上。
四、低温粘结灰
低温粘结灰一般形成在低温受热面上，锅 炉中的低温受热面的一般是指受热面的壁 温低于或稍高于烟气露点温度的受热面， 大约在50~180℃的范围内。
1．概貌：常发生在空气预热器上，或省 煤器上。形成的速度高，呈现水泥状，质 紧密，不易清除，能无限增加严重时，将 烟气通道堵死，危害大。
2. 特点：与烟气的酸露点温度紧密相关。 一般酸露点温度高，积灰严重。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
3. 形成过程：冷凝在受热面的硫酸蒸汽，可以 捕捉飞灰粒子，飞灰粒子中含有CaO，于是与 硫酸反应，形成硫酸钙，该反应物具有粘性， 可以继续捕捉飞灰，无限增长。这个过程即为 通常所说的积灰水泥化。
4．影响因素：
①影响酸露点温度的因素都能影响结灰的程度
②受热面的结构及布置方式也影响结灰的程度。 例如顺列比错列好。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
因此，尾部受热面磨损或其他原因的爆破 使锅炉的可用率降低，电站的事故率增加， 锅炉效率降低，钢材耗损增加，而更重要 的是由于停炉，停电所造成的间接经济损 失更为巨大。
因此，不论对设计人员还是对运行人员， 掌握受热面的外部队工作过程是具有非常 重大的意义。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
③解释或原因：气固两流绕流过管子，由 于边界层的分离，在背风面必产生旋涡区， 细小颗粒与烟气几乎具有相等的速度，并 且易于随气体改变方向，因此，易于被旋 涡旋进背风区。小颗粒的表面能较大，与 管壁面接触时，能靠分子力吸附在壁面上。 根据研究，小于3~5μm的灰粒，分子力吸 附作用可能大于它本身的重量力。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
结渣：也叫溶渣，主要发生在炉膛 受热面及高温对流受热面如凝渣管 和过热器的前部队等处发生。特别 是燃料灰的熔点较低，而炉膛中及 出口处的烟气温度又很高，以至飞 灰呈熔状的粘结颗粒，碰到受热面 后即粘结在管壁上。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
防止结渣的方法：
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
5．减轻或防止的措施
①设计时，严格选定炉膛断面热负荷及炉 膛出口烟温，不要过大；
②正确设计和布置受热面，例如拉大横向 节距S1； ③加入添加剂，改变灰的化学成分；
④采取有效的吹灰装置；
⑤运行一开始就正常投入吹灰装置，限制 第一层灰升华灰的形成。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
第10章受热面外部污染 腐蚀磨损及振动
2020/11/25
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
§10—1概述
燃料燃烧，特别是固体燃料燃烧时， 由于燃料中灰分的存在，水分的存在， 使得锅炉各受热面的工作条件变化恶 劣起来。
我国某地区电力管理局在1977年曾做 过这样的统计，锅炉的事故率占电厂 总的事故率的54.7%，其中因尾部受 热面磨损而爆破不得不停炉的事故竟 占锅炉总事故的45~50%。
因为与烟气结露点有关，需结合低温腐蚀来进 行讨论，掌握结灰的过程和机理。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
五、煤的结渣及沾污特性指标
1. 结渣率
结渣率是指煤在一定的空气流速下燃 烧并燃尽时，其所含灰分因受到高温影 响而结成灰渣，其中粒度大于6mm的渣 块占灰渣总质量的百分比。
结渣率与煤种和空气流速有关，可以根 据不同流速试验得出如图3-9的结渣特性 曲线。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
4．影响因素：从上面的讨论中知道，影响高温粘 结灰的最主要因素是：
①燃料成分
②燃烧方式：火床或煤粉炉的高温粘结灰的和度 是不同的，也即最终归结为燃烧强度不同，结灰 程度不同，强度高，升华物便多。高温粘结灰严 重。
③温度水平：高温粘结灰发生在温度较高的区域。
④烟气流速：可以推想，烟气流速越高，结灰越 少，但研究表明，只有烟速高于20m/s时，烟速作 用才明显，锅炉中的经济烟速一般为8-12m/s，可 以认为在这个范围内，流速影响不大。
压力。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
② 燃料燃烧时升华出的碱金属氧化物Na2O及 K2O冷凝在水冷壁管上，与烟气中的SO3发生化 学反应，形成K2SO4和Na2SO4，这些硫酸盐有粘 性，能捕捉灰粒子，粘结成灰层，其外表面温度 升高形成硫化层，烟气中的SO3能穿过灰渣层， 与管壁上的氧化层发生反应。
2．形成的位置及灰的特点 在温度较高的区域形成 ，
不仅在背风侧，而且更多地在迎风面形成；
分层形成，各层的化学成分不同，颜色也有差异；
灰的粘性是由化学反应产物而来。
出现的范围广。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
3．形成过程及机理
高温粘结灰的形成关键在于首先形成一层 处于熔化或软化的粘性灰层，靠这一层粘 性灰的捕捉作用，积聚飞灰粒子，被捕捉 到的飞灰在化学作用下形成紧密的灰层。 事实上，高温粘结灰的形成与高温腐蚀是 密切相关的。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
§10—3 受热面的外部腐蚀
锅炉受热面的烟气侧的腐蚀进行得相当快，有的 运行一年就是更换管子。我国电厂中，燃油锅炉 的空气预热器曾有每18天就腐蚀穿孔，需停炉更 换管子的记录。
严重地影响了锅炉的安全性和经济性，影响了电 站机组的可用率。根据发生腐蚀区烟温的高低， 可分为高温腐蚀和低温腐蚀。
横向节距S1：一般影响不大（在锅炉常用的 节距范围内）
d 由于对应于一定的结构及烟气流速，积灰量基 本一是存在一个最大量，不能无限增加，只是达 到这个量的时间不同，因此，烟气中灰粒浓度的 大小只能影响到达这一量所需的时间，不能影响 到积灰量。
e 烟气的流动方向对对积灰的影响较小，积干松 灰的严重程度常用灰污系数来第10反章受热映面外。部污染腐蚀磨损及振
①正确地组织燃烧器的工作，采 用适当的炉膛容积和断面热负荷 以保证炉膛出口烟温不致于过高。
②采用拉稀的高温对流受热面， 即凝渣管，屏式受热面以及对流 过热器前部的拉稀等。
③采用适当的吹灰打渣方法 第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
积灰可几乎发生在任何受热面上，积 灰过程是一个复杂的物理化学过程和 空气动力学过程。这就是说，积灰过 程可能伴随着化学变化，而流场的形 态会影响到颗粒的运动。因此影响到 积灰过程。
①因燃料中一般都含有硫分，燃烧时会产生H2S，在适 当的温度和气氛中，硫化氢不仅能和受热面的金属发生 作用，而且也可以和原来受热面上已有的一层氧化膜发 生作用
H2S和受热面金属作用形成硫化铁，而硫化铁又可进一 步氧化成氧化铁，这层硫化铁，氧化铁是多孔性的，
上述仅产生可继续下去，强度低，使管壁不再能承受
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
结渣率愈 高的煤， 在一定的 炉内空气 动力条件 下愈易结 渣。
第10章受热面外部污染腐蚀磨损及振 动
2．灰成分结渣指标 由于煤灰中各种组分的灰熔点不同，因而可