閃速爐余熱鍋爐常見損傷機(jī)理及關(guān)鍵技術(shù)

供稿|張偉旗 / ZHANG Wei-qi

能源短缺是全球始終面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，余熱回收技術(shù)則是節(jié)約能源和提高能源利用率的重要手段。目前，銅冶煉廠多使用閃速爐、轉(zhuǎn)爐、陽極爐、傾動(dòng)爐等冶金爐，余熱鍋爐與熔煉爐及電收塵器一起，并稱為現(xiàn)代化冶煉廠不可或缺的三大設(shè)備。而某冶煉廠于1982年從日本川崎重工率先引進(jìn)我國最大的BL-W77型強(qiáng)制循環(huán)閃速爐余熱鍋爐(簡(jiǎn)稱FFB)，其一直與主工藝流程相伴而生，是閃速爐（簡(jiǎn)稱FF爐）相配套的核心設(shè)備之一，F(xiàn)F爐排煙中所含煙塵的40%左右通過FFB時(shí)受重力作用而沉降下來[1]。

該廠經(jīng)幾期擴(kuò)建挖潛及“四高”熔煉技術(shù)的運(yùn)用，1#FF爐產(chǎn)能達(dá)30萬t/a，但銅精礦原料復(fù)雜多變，F(xiàn)FB熱負(fù)荷已遠(yuǎn)超原設(shè)計(jì)水平，煙氣含塵多、黏結(jié)嚴(yán)重、易垮塌且難預(yù)測(cè)，被迫低負(fù)荷生產(chǎn)，甚至停爐“爆破”清灰，嚴(yán)重影響銅酸系統(tǒng)滿負(fù)荷作業(yè)，檢修成本高，成為生產(chǎn)技術(shù)“瓶頸”。該廠依靠“立體化節(jié)能法”即意識(shí)超前、技術(shù)進(jìn)步、項(xiàng)目節(jié)能三把“金鑰匙”，針對(duì)其常見損傷機(jī)理和關(guān)鍵技術(shù)研究，終在長(zhǎng)期困擾閃速熔煉主工藝生產(chǎn)的煙塵黏結(jié)、低溫腐蝕及受熱面磨損等世界性難題方面取得重大突破。

關(guān)鍵技術(shù)

主要原理

FFB處于閃速爐和電收塵之間，是閃速爐的“咽喉”設(shè)備，其運(yùn)行的好壞，極其關(guān)鍵。其主要功用是：滿足FF爐“四高”熔煉技術(shù)，使高溫?zé)煔饨禍兀都糠指邷責(zé)焿m，便于回收二次能源和貴重金屬，減少煙氣含塵量，為電收塵及制酸工藝創(chuàng)造有利條件；防止煙氣漏入空氣，外部空氣使CO燒損；利用FF爐的高溫?zé)煔狻⒒瘜W(xué)反應(yīng)、可燃廢氣及高溫產(chǎn)品等余熱，回收二次能源，通過與鍋爐冷卻水進(jìn)行熱交換產(chǎn)生蒸汽，作為供熱、汽、電和動(dòng)力的輔助能源，可滿足下道工序需求，極大地提高熱能的總循環(huán)利用率，既節(jié)能降耗，又經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

改進(jìn)后的FFB選用水平直通懸掛、膜式水冷壁及強(qiáng)制循環(huán)式。其主要由鍋爐本體、水汽煙風(fēng)燃料管道及附屬設(shè)備、測(cè)量?jī)x表、鍋爐附屬機(jī)械等部分構(gòu)成。其工藝流程是：純水→除氧→余熱鍋爐→汽輪發(fā)電機(jī)組→凝結(jié)水→除氧→余熱鍋爐。FF爐上升煙道排出的1340℃高溫?zé)煔膺M(jìn)入FFB，煙氣分別經(jīng)過輻射部、對(duì)流部冷卻至700℃、350℃以下，從對(duì)流部排出，煙氣中的煙塵大量沉降，再進(jìn)一步由沉降室及電收塵器除塵，煙氣則送硫酸車間制酸[2]，F(xiàn)FB煙塵經(jīng)破碎后，返回FF爐；利用回收FF爐、貧化電爐高溫?zé)煔庥酂幔a(chǎn)飽和蒸汽，由汽輪機(jī)組、發(fā)電機(jī)組抽汽供熱、電聯(lián)產(chǎn)。

核心技術(shù)

該廠FFB的設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件與三期、一期相比，變化很大，而FFB的先進(jìn)性和可靠性將直接影響到閃速熔煉系統(tǒng)的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益，為與現(xiàn)有陰極銅產(chǎn)能120萬t/a相匹配，必須適應(yīng)FF爐“四高”即“高投料量、高富氧濃度、高熱強(qiáng)度、高冰銅品位”熔煉技術(shù)在熔煉過程中工藝控制的生產(chǎn)需求，其結(jié)構(gòu)選型必須根據(jù)其煙氣的性質(zhì)、入口位置、布置型式及清灰方式等來進(jìn)行綜合考量。其關(guān)鍵核心技術(shù)是：自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)耐低溫腐蝕、耐黏結(jié)冶煉煙氣、耐飛灰磨損的余熱鍋爐及運(yùn)行優(yōu)化。

性能特點(diǎn)

工況要求

FFB的使用工況十分惡劣。其入口煙氣溫度高，要求耐高溫、高壓、大的熱流強(qiáng)度，以保證其連續(xù)、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行，因而對(duì)高溫工藝煙氣的溫度和冷卻速率的控制要求極其嚴(yán)格；煙氣含塵量大，且內(nèi)含黏結(jié)性極強(qiáng)的金屬，腐蝕性氣體SO2、CO2、H2O及O2等濃度高，一旦處理不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生低溫腐蝕，特別是SO2波動(dòng)大，易結(jié)露形成SO32-、SO42-，應(yīng)側(cè)重于易清灰，以防積灰堵塞、腐蝕及磨損；其所處理的高溫?zé)煔舛嗪蚧?，反?yīng)性強(qiáng)，會(huì)與漏入的空氣發(fā)生“二次燃燒”，易黏結(jié)于鍋爐冷卻管群、灰斗和刮板上，必須常除灰和定期停爐清掃。

主要性能

熱負(fù)荷不穩(wěn)定：因受生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)周期等因素影響，生產(chǎn)過程中的余熱隨之變化而變化，如FF爐高溫?zé)煔庥酂峄厥盏臒煔饬?，隨投料量的變化而變化，即便生產(chǎn)工藝是連續(xù)穩(wěn)定的，但進(jìn)入FFB的煙氣量和煙氣溫度卻是持續(xù)波動(dòng)的；而高溫產(chǎn)品和高溫爐渣，可利用資源則是間斷性的。

煙氣強(qiáng)腐蝕性：因銅冶煉生產(chǎn)過程的特殊性，大多數(shù)冶金爐煙氣具有強(qiáng)烈的腐蝕性氣相，大量SO2等腐蝕性氣體、煙塵及內(nèi)含各種金屬或非金屬元素的爐渣，易導(dǎo)致FFB產(chǎn)生低溫腐蝕等。強(qiáng)腐蝕性等因素常使設(shè)備受到危害，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)停產(chǎn)。

煙塵物化反應(yīng)：冶金爐煙氣中，高溫?zé)焿m量大，其性質(zhì)十分惡劣，極易導(dǎo)致積灰、結(jié)渣及磨損等問題。以FFB為例，煙塵發(fā)生率高是閃速熔煉的主要特點(diǎn)之一，通常隨煙氣帶走的煙塵量約為投料量的5%～10%，F(xiàn)F爐投產(chǎn)初期則更高；煙氣中含高溫熔融狀態(tài)煙塵約251 g/m3，遇水冷壁極易產(chǎn)生結(jié)渣、磨損及堵塞，嚴(yán)重影響FFB的正常運(yùn)行，安全隱患較大。

安裝場(chǎng)地受限：因工藝流程不同，F(xiàn)FB在露天布置等位置不盡相同，一些與FFB相連接的設(shè)備，由于受煙氣溫度等性質(zhì)所限，特別是廠區(qū)余熱系統(tǒng)蒸汽管網(wǎng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，必須統(tǒng)籌考慮，嚴(yán)格加以控制。

損傷形成機(jī)理

積灰損傷

◆ 機(jī)理研究

積灰按其特性可分為：黏結(jié)性、黏附性及松散性。通過對(duì)灰分和結(jié)垢物能量頻譜研究、組分研究及電鏡研究等，積灰主成分是重油燃燒后煙氣中的灰分物質(zhì)，主要有：磁鐵礦、磁黃鐵礦、銅硫化物、金屬銅、硅酸鹽類礦物及玻璃體等，硅酸鹽類礦物以鐵橄欖石和輝石類為主。積灰的形成過程極其復(fù)雜，涉及物理、化學(xué)及煙氣動(dòng)力學(xué)過程，至今尚無定論。而黏結(jié)性損傷形成機(jī)理極為復(fù)雜，它根據(jù)所處區(qū)域溫度的不同而不同：

高溫區(qū)域煙塵處于熔融、半熔融狀態(tài)，其所生成的是黏結(jié)性積灰。主因是入口煙氣溫度高，含塵量大，煙塵以熔融、半熔融狀態(tài)存在，黏結(jié)性極強(qiáng)的難熔金屬Cu、Fe、Si、Au、Ag、Ni等及其化合物，主要在該高溫區(qū)凝固并沉積下來；或受熱面積灰所含活性固體顆粒又與煙氣中金屬氧化物、硫化物在高溫狀態(tài)結(jié)合發(fā)生二次物理化學(xué)反應(yīng)，形成低熔點(diǎn)的共融體；或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，易造成受熱面產(chǎn)生黏結(jié)性積灰。

低溫區(qū)域固態(tài)煙塵顆粒一般生成黏附性積灰或松散性積灰。高溫?zé)焿m中含低熔點(diǎn)金屬元素較多，其硫化物或氧化物大多呈氣態(tài)形式，煙氣溫度降至其熔點(diǎn)時(shí)，呈黏附性較強(qiáng)的熔融狀態(tài)形式，一旦接觸受熱壁面，易產(chǎn)生黏附性積灰；或鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，會(huì)加速低溫黏結(jié)灰塵厚度的增長(zhǎng)速度，擴(kuò)大低溫黏結(jié)灰的范圍。而松散性積灰是指＜200μm煙塵粒子受靜電引力或分子引力作用，附著于管壁上，使壁面導(dǎo)熱率大為降低，惡化了傳熱效果，但在管束上沉積厚時(shí)仍呈松散狀態(tài)，易用機(jī)械清灰法去除。

◆ 積灰的危害

受熱面的積灰或結(jié)渣，惡化了熱量的傳導(dǎo)，熱效率低下，致使受熱面受力不均勻，將會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力作用劇增，長(zhǎng)期作用下易導(dǎo)致產(chǎn)生金屬疲勞現(xiàn)象，甚至爆管；特別是，黏結(jié)性積灰，強(qiáng)度大且難清除，煙氣阻力大，甚至?xí)耆氯麩煹?，造成被迫停爐檢修；而低溫腐蝕會(huì)使煙氣偏流，積灰累積到一定程度時(shí)，受熱面磨損增大，會(huì)產(chǎn)生不必要的停爐，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失巨大。因而，清除積灰對(duì)FF余熱鍋爐的正常運(yùn)行，極其重要。

◆ 自主創(chuàng)新

為緩解或清除鍋爐積灰、積渣，應(yīng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)鍋爐結(jié)構(gòu)并進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化，如輻射部、對(duì)流部均采用全膜式水冷壁且外加護(hù)板，鍋爐出口與后部煙道焊接且增設(shè)補(bǔ)償裝置，灰斗落灰口配置具有密封功能的埋刮板運(yùn)輸機(jī)，根本改善鍋爐的密封和保溫性；構(gòu)成各煙道的膜式壁節(jié)距，應(yīng)據(jù)煙溫的不同合理調(diào)整，使鍋爐所有膜式壁的平均壁溫皆控制于適宜范圍內(nèi)；采用足夠大的空腔輻射冷卻室，能將含塵氣體在冷卻室出口處被冷卻至塵灰凝固點(diǎn)溫度以下[3]，使煙塵變?yōu)楣腆w顆粒，分離沉降下來；將水冷壁轉(zhuǎn)角部分優(yōu)化設(shè)計(jì)為45°倒角；FFB早期多采用吹灰器或機(jī)械振打裝置清除受熱面沉積煙塵[4]，吹灰器孔易漏風(fēng)、漏煙，可拆除部分吹灰器，優(yōu)化環(huán)境；在輻射部側(cè)壁上，將硫酸鹽化噴嘴管周圍爐管由原水平設(shè)計(jì)改為突起設(shè)計(jì)方式，煙氣沖刷驟減，可避免輻射部側(cè)壁上硫酸鹽化噴嘴管周圍爐管漏水。

為使清灰裝置功能發(fā)揮到極致，應(yīng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)新型彈簧錘振打清灰裝置，如圖1所示。其彈簧錘采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，按設(shè)定周期自動(dòng)運(yùn)行，清灰效果好、運(yùn)行可靠、動(dòng)力消耗少；在優(yōu)化振打布置上，采用帶有該裝置的對(duì)流管束，替代原設(shè)計(jì)的凝渣管屏和對(duì)流管束，且在輻射冷卻室中設(shè)置2組輻射管屏，將輻射室出口煙溫降至720℃；在輻射部共設(shè)49臺(tái)，對(duì)流部共40臺(tái)，可清除水冷壁、管壁和管束等部位黏結(jié)煙塵；在輻射部?jī)蓚?cè)墻和前墻上，新增設(shè)6臺(tái)，且調(diào)整部分彈簧錘至適宜安裝位置，不留清灰“死角”；在對(duì)流部入口斜坡處，新增設(shè)2臺(tái)，避免對(duì)流部入口、沉降室等位置煙塵堆積，特別是可防止后移煙塵的堆積；在水冷壁上，可直接焊接振打桿，以增大彈簧錘的振打力度及有效面積；在爐口管理上，在確保冰銅、爐渣流動(dòng)性良好的前提下，應(yīng)采取偏低控制煙氣溫度法，加強(qiáng)對(duì)SO3發(fā)生率高的輻射部振打和吹灰，降低輻射部出口排煙溫度。

圖1 新型彈性錘擊式振打清灰裝置

為優(yōu)化煙氣動(dòng)力學(xué)過程的控制，可通過合理設(shè)計(jì)、布置煙氣動(dòng)力場(chǎng)，使煙氣充滿輻射冷卻室，不產(chǎn)生偏流或短路，促使煙溫按照設(shè)計(jì)的需求來降溫，即使其使用原料變化較大、爐況不太穩(wěn)定時(shí)，其輻射部和對(duì)流部均不會(huì)再出現(xiàn)結(jié)大塊、煙塵黏結(jié)難清理等現(xiàn)象；可將電收塵后的部分低溫?zé)煔?，?dǎo)入余熱鍋爐入口，促使該部分煙氣得以快速冷卻，煙塵黏結(jié)大幅減少；為有利于該廠生態(tài)建設(shè)和產(chǎn)生巨大的循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益，可通過優(yōu)化設(shè)計(jì)再循環(huán)煙氣的導(dǎo)入位置及方向，合理組織輻射冷卻室的煙氣流動(dòng)，對(duì)有效地改善煙氣流場(chǎng)及溫度場(chǎng)效果，影響極大。

為促進(jìn)煙塵發(fā)生硫酸鹽化反應(yīng)，降低煙塵的黏結(jié)性，促使積灰變得更松散、易清除，宜采用噴入硫酸鹽化風(fēng)技術(shù)和噴加焦粉法加以控制。在2#FF爐沉淀池頂，設(shè)置5根二次氧槍，鼓入硫酸鹽化風(fēng)，以防煙氣管道上煙塵黏結(jié)；通過FF爐上升煙道，將一定數(shù)量的硫酸鹽化風(fēng)送入FFB；在鍋爐入口處，應(yīng)設(shè)置3根常氧空氣的硫酸鹽化噴嘴，使煙灰硫酸鹽化，便于振打清理，以降低煙塵發(fā)生率；在輻射部前墻上，新增設(shè)4根硫酸鹽化風(fēng)管，以優(yōu)化煙氣的速度和方向，防止煙氣向上流竄，可大幅減少拐角和頂棚處的煙氣黏結(jié)；在輻射部?jī)?nèi)，懸掛有一排水冷壁擋板，可延長(zhǎng)輻射部?jī)?nèi)煙氣的滯留時(shí)間，冷卻效率高，對(duì)煙塵的硫酸鹽化反應(yīng)極為有利；將輻射部出口煙氣溫度控制于760℃左右，使進(jìn)入對(duì)流部的煙塵主要以質(zhì)地疏松的硫酸鹽類形式沉積于管壁上。

腐蝕損傷

◆ 機(jī)理研究

腐蝕損傷形式可分為低溫腐蝕和高溫腐蝕。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì): 因腐蝕性氣體SO2、CO2、H2O及O2等濃度高，若處理不當(dāng)，余熱鍋爐平均運(yùn)行維護(hù)周期僅為3年，其中80%設(shè)備故障是由受熱面材料腐蝕引起的。

低溫腐蝕主要指硫酸腐蝕。銅冶煉余熱鍋爐腐蝕大多屬于該類腐蝕。鍋爐受熱面壁溫低于所生成的硫酸露點(diǎn)時(shí)，硫酸易在管壁凝結(jié)產(chǎn)生腐蝕。其影響因素主要有：煙氣中SO2含量高且波動(dòng)大、SO3的轉(zhuǎn)化率、空氣漏入量、金屬壁溫及催化劑作用等，如硫的氧化物、硫酸鹽絡(luò)化物等，易在短時(shí)間內(nèi)腐蝕、破壞鍋爐受熱面，使受熱面積灰，導(dǎo)致表面凹凸不平，硫酸結(jié)露的接觸表面積增大，增加硫酸結(jié)露的核心，會(huì)加速低溫腐蝕。

高溫腐蝕可分為硫化物腐蝕、焦硫酸型腐蝕及氯化物腐蝕。主要指煙氣與鍋爐水冷壁、過熱器等高溫區(qū)受熱面發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。水冷壁面初始沉積的鉀、鈉等元素及水冷壁處還原性氣氛高溫條件下，會(huì)促進(jìn)高溫腐蝕發(fā)生；煙氣中含釩、鈉等，600～650℃以上高溫金屬表面及煙氣中HCl氣體及灰分NaCl、KCl、Na2SO4等共熔物在超過350～400℃金屬表面腐蝕，在銅冶煉余熱鍋爐中幾乎不存在，勿需研究。

◆ 腐蝕的危害

低溫腐蝕特性呈均勻性，且速度相當(dāng)驚人。易導(dǎo)致管壁厚度銳減，甚至產(chǎn)生破裂、穿孔，大量空氣漏至煙氣中，致使送風(fēng)不足，爐內(nèi)燃燒惡化，鍋爐效率低下；同時(shí)，腐蝕會(huì)加重堵灰現(xiàn)象，導(dǎo)致煙道阻力增大，后果不堪設(shè)想，嚴(yán)重影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

高溫腐蝕特性呈局部深陷、潰瘍型。極易導(dǎo)致管子因管壁穿孔而破壞。為防止鍋爐高溫腐蝕，對(duì)煙塵易黏結(jié)的余熱鍋爐，應(yīng)盡量不設(shè)置過熱器，可通過采用控制爐內(nèi)金屬溫度、保持受熱面清潔等措施來解決，且FF余熱鍋爐所選擇主汽參數(shù)對(duì)應(yīng)的飽和溫度不高，各膜式壁節(jié)距不大，整個(gè)膜式壁的平均溫度并不高。因而，高溫腐蝕現(xiàn)象極少。

◆ 自主創(chuàng)新

低溫腐蝕與低溫區(qū)積灰同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)存在、互為因果、互相影響，低溫結(jié)露腐蝕在先，尾部積灰在后。低溫結(jié)露造成局部腐蝕，降低了尾部受熱面的壁溫，導(dǎo)致低溫?zé)熁页练e、黏附于受熱面上，反過來又影響和加劇腐蝕。應(yīng)堅(jiān)持創(chuàng)新設(shè)計(jì)及優(yōu)化，在爐體結(jié)構(gòu)上，采用直通煙道，硫酸蒸汽不易與積灰形成硫酸鹽且管壁不易結(jié)露，表面光滑無腐蝕核心，腐蝕速度小，同時(shí)應(yīng)保證爐墻良好的密封，控制好出口煙溫；在爐管形式選擇上，條件許可時(shí)，應(yīng)對(duì)新?lián)Q冷卻水管進(jìn)行正反耐腐、耐磨的熱噴涂實(shí)驗(yàn)，以提高耐腐、耐磨能力；在鍋爐受熱面布置上，安裝彈性錘振打清灰裝置，減少積灰，改進(jìn)燃燒設(shè)備，改善霧化效果，減少過?？諝庀禂?shù)及機(jī)械不完全燃燒產(chǎn)物，優(yōu)化燃燒工藝，加強(qiáng)配風(fēng)調(diào)節(jié)，強(qiáng)化燃燒，縮小低溫腐蝕區(qū)域；在各分配聯(lián)箱上，專門設(shè)置調(diào)節(jié)孔板且采用較高的水循環(huán)倍率，使鍋爐各換熱面溫度均勻，可防局部過熱、欠熱而造成局部低溫腐蝕。

在優(yōu)化運(yùn)行控制上，必須嚴(yán)格控制鍋爐運(yùn)行負(fù)荷，減少低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，降低煙氣的含氧量，減少SO3的轉(zhuǎn)化率；在燃料材質(zhì)上，設(shè)法降低燃料油中的硫含量，增加必要的脫硫措施；在煙氣在線監(jiān)控上，建立氧氣研究系統(tǒng)即QT系列風(fēng)炮式反吹掃煙氣在線監(jiān)測(cè)研究系統(tǒng)，即在鍋爐和電收塵出口處設(shè)置煙氣中O2濃度監(jiān)控點(diǎn)，控制硫酸鹽化反應(yīng)[5]。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，唯有合理控制余熱鍋爐運(yùn)行壓力，提高受熱面壁溫，使鍋爐出口煙氣溫度始終高于硫酸蒸汽露點(diǎn)溫度30℃以上，才是防止低溫腐蝕的根本措施。

磨損損傷

◆ 機(jī)理研究

煙氣中的飛灰對(duì)受熱面的磨損過程是，高溫?zé)煔鈹y帶有一定棱角的金屬顆粒和未完全燃燒的燃料顆粒，飛灰通過受熱面時(shí)，會(huì)以較高速度沖擊、磨損受熱壁面，飛灰每次撞擊受熱面，皆會(huì)剝離掉極微小的金屬屑，致使受熱面管壁磨損而逐漸變薄。飛灰的自身性質(zhì)如：形狀越不規(guī)則、直徑越大、硬度越高等，磨損則越嚴(yán)重，特別是處于低溫區(qū)的飛灰硬度越高，磨損越大。

磨損損傷形式可分為：撞擊磨損、刮痕磨損、擦動(dòng)或滾動(dòng)磨損。撞擊磨損由灰粒對(duì)受熱面法線方向的垂直撞擊力引起，摩擦磨損由灰粒對(duì)受熱面切線方向的切向分力引起，當(dāng)灰粒斜向撞擊受熱面時(shí)，管子表面同時(shí)受到撞擊磨損和摩擦磨損，而灰粒對(duì)受熱面的撞擊角度，決定著兩者的大小。FF余熱鍋爐運(yùn)行過程中，煙道截面不同部位、受熱面及沿管子周界的磨損極不均勻，因而，嚴(yán)重磨損通常發(fā)生于某些特定的部位，往往是由以上幾種磨損方式有機(jī)組合而成，或是由其中一種引起另外兩種方式的磨損。

◆ 磨損的危害

煙氣的流速對(duì)受熱面的磨損影響極大。流速愈高，飛灰對(duì)管壁的撞擊力則愈大；飛灰濃度愈大，即煙氣攜帶的煙塵愈多，撞擊次數(shù)愈多，皆會(huì)加劇受熱面的磨損，特別是在鍋爐轉(zhuǎn)彎煙道處，管子磨損最為嚴(yán)重，易造成受熱面管子損壞，強(qiáng)度降低，導(dǎo)致泄漏；飛灰濃度不變時(shí)，飛灰流速的一次方與沖擊次數(shù)成正比，飛灰流速的二次方與動(dòng)能成正比，而飛灰流速的三次方則與管壁的磨損量成正比。飛灰磨損嚴(yán)重影響鍋爐的安全高效運(yùn)行，而修復(fù)或更換磨損部件，停爐檢修周期長(zhǎng)，耗費(fèi)鋼材量大，維修成本高。

◆ 自主創(chuàng)新

鍋爐運(yùn)行過程中，大量的高速煙氣流不斷沖撞受熱面管壁，為防止積灰、堵塞及飛灰磨損損傷受熱面，在鍋爐選型上，應(yīng)側(cè)重于易清灰，宜選用水平直通煙道式懸掛爐型，煙氣流暢，利于振打，使?fàn)t內(nèi)煙氣流動(dòng)平穩(wěn)、均勻且流速控制于5m/s以內(nèi)；在優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，水冷壁前5m采用Ω管，后為膜式水冷壁，對(duì)流部入口設(shè)凝渣屏，可有效改善對(duì)流部磨損；考慮到煙氣橫向沖刷時(shí)，錯(cuò)列管束比順列管束磨損更大，應(yīng)合理設(shè)計(jì)受熱面管卡，以避免管壁與管壁之間及煙氣渦流磨損等；若煙道輕微磨損時(shí)，應(yīng)先作補(bǔ)焊處理，再探析原因；磨損面積大且相當(dāng)嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)作換管處理；而在改善煙氣流場(chǎng)上，可通過合理組織煙氣流動(dòng)、降低煙氣流速，飛灰磨損即可得到有效的遏制。

結(jié)語

市場(chǎng)是企業(yè)的生命線，是企業(yè)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)歸根到底取決于產(chǎn)品的質(zhì)量和價(jià)格，而最終則取決于技術(shù)。該廠憑借出色的技術(shù)創(chuàng)新與自主研發(fā)能力，陰極銅產(chǎn)能已突破120萬t/a大關(guān)，確保了FFB的“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了低投入、高產(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)及可持續(xù)發(fā)展，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。目前，余熱鍋爐正朝著大型化、高參數(shù)的方向發(fā)展，針對(duì)其損傷機(jī)理及關(guān)鍵核心技術(shù)研究，對(duì)今后相似行業(yè)余熱鍋爐的設(shè)計(jì)及應(yīng)用，皆具有重大的示范引領(lǐng)、借鑒作用及現(xiàn)實(shí)啟發(fā)意義，該廠技術(shù)創(chuàng)新水平及制造能力已在國內(nèi)領(lǐng)先，部分技術(shù)國際領(lǐng)先。

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