鍋爐具有高效、清潔的特點(diǎn)，然而磨損問(wèn)題是鍋爐大力發(fā)展與推廣應用中的一大難題。本文分析受熱面的磨損機理，介紹鍋爐運行中的易磨損部件，建議針對各部件磨損原因的不同，采取合適的防磨措施，使鍋爐的磨損降到更低程度。
關(guān)鍵詞：鍋爐 磨損 防磨措施
燃燒技術(shù)是一項近20年發(fā)展起來(lái)的清潔煤燃燒技術(shù)，鍋爐是繼鏈條爐、煤粉爐發(fā)展起來(lái)的高效率、低污染的新?tīng)t型，因其燃燒效率高、煤種適應性廣、負荷調節范圍大、氮氧化物排放低、易于脫硫等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞，已在世界范圍內得到了廣泛的應用和推廣。隨著(zhù)燃燒技術(shù)的日益成熟，鍋爐也以其大量的運行實(shí)踐被公認為極具發(fā)展前途的爐型之一，但磨損問(wèn)題的突出，嚴重制約了該爐型長(cháng)期經(jīng)濟的運行。
1 鍋爐的磨損
1.1 鍋爐中的磨損問(wèn)題
由于鍋爐爐內灰濃度高，通常為煤粉爐的幾十倍、幾百倍，甚至上千倍，因此鍋爐的磨損要比其他類(lèi)型鍋爐嚴重得多，受熱面和耐火材料的防磨問(wèn)題應特別重視。磨損問(wèn)題解決得如何，直接關(guān)系到鍋爐設計的成敗，也直接影響鍋爐機組的可利用率。
1.2 磨損的概念與形式
由于機械作用，間或拌有化學(xué)或電的作用，物體工作表面材料在相對運動(dòng)中不斷損耗的現象稱(chēng)為磨損。
根據磨損機理的不同，磨損一般可分為粘著(zhù)磨損、磨料磨損、腐蝕磨損、接觸疲勞磨損、沖蝕磨損、微動(dòng)磨損等。流體或固體顆粒以一定的速度和角度對材料表面進(jìn)行沖擊所造成的磨損稱(chēng)為沖蝕（或沖擊磨損）。沖蝕又有兩種基本類(lèi)型，分別叫做沖刷磨損和撞擊磨損，這兩種磨損的沖刷表面流失過(guò)程的微觀(guān)形貌是完全不同的。沖刷磨損是顆粒相對固體表面沖擊角較小，甚至接近平行。顆粒垂直于固體表面的分速使得它鍥入被沖擊物體，而顆粒與固體表面相切的分速使得它沿固體表面滑動(dòng)，兩個(gè)分速合成的效果即起一種刨削的作用。如果被沖擊物體經(jīng)不起這種作用，即被切削掉一小塊，如此經(jīng)過(guò)大量、反復的作用，固體表面將產(chǎn)生磨損。撞擊磨損是指顆粒相對于固體表面沖擊角較大，或接近垂直時(shí)，以一定的速度撞擊固體表面使其產(chǎn)生微小的塑性變性顯微裂紋，在長(cháng)期大量的顆粒反復沖擊下，逐漸使塑性變形層整片脫落而形成的磨損。
根據磨損方式不同，磨損又可分為兩物體磨損、三物體磨損。在兩物體磨損中，固體依靠自身動(dòng)量撞擊并沖刷壁面。在三物體磨損中，沿壁面運動(dòng)的固體粒子受到粒子團的沖擊，而粒子團則利用前者作為磨損介質(zhì)來(lái)磨損受熱面。雖然現在還沒(méi)有充分理解鍋爐的磨損機理，但可以預測三物體磨損是造成鍋爐磨損的主要原因。三物體磨損可能發(fā)生在以下三種情況：顆粒富集以很大的密度沉降、供料足以產(chǎn)生很大的顆粒密度以及在顆粒流動(dòng)容許范圍內很大顆粒密度在磨損表面附近區域可以存在。
1.3 磨損的影響因素
鍋爐中煤灰顆粒對鍋爐材料的磨損屬于顆粒流的沖蝕，既有顆粒對爐內材料的撞擊，又有高濃度含灰氣流對材料的沖刷。鍋爐材料的磨損很大程度上取決于顆粒的尺寸、顆粒的形狀、沖擊速度、沖擊角度、供料量、顆粒的強度及硬度等。另外磨損程度還與被沖擊表面的材質(zhì)有關(guān)，還受燃料特性、運行參數等的影響。
2 鍋爐的易磨損部件及防磨措施
鍋爐的易磨損部件有受熱面管子和耐火材料。鍋爐的易磨損金屬部件為耐火材料與水冷壁交界處、不規則的管壁區域、水冷壁的四角區域、爐內受熱面、爐頂受熱面、旋風(fēng)分離器、尾部對流受熱面等。
2.1 衛燃帶與水冷壁過(guò)渡區的磨損
該區的磨損發(fā)生在爐膛衛燃帶與水冷壁管的交界處，四角磨損較嚴重，范圍為衛燃帶上方500mm內。其中，此部位存在耐火材料臺階時(shí)，水冷壁和鰭片磨損速度加快。磨損的原因有兩個(gè)方面，一是衛燃帶區由于沿壁面下流的固體物料與爐內向上流動(dòng)的固體物料運動(dòng)方向相反，因而在局部產(chǎn)生渦流；另一方面是沿爐膛壁面下流的固體物料在交界處產(chǎn)生流動(dòng)方向的改變產(chǎn)生反彈力，因而對水冷壁管產(chǎn)生沖刷。
目前該位置常用的防沖蝕磨損的方法有結構防磨和材料防磨兩種。結構防磨主要有讓管設計、防磨梁和防磨板設計等措施。讓管設計可去除該部位的渦流磨損和反彈力磨損。防磨梁、防磨板和焊鋼條等方法通過(guò)降低物料速度而達到防磨目的。材料防磨主要采用更換耐磨材料、加防磨瓦和耐磨涂層等方法，其中耐磨涂層的制備方法有電弧噴涂、氧乙炔火焰粉末噴熔、堆焊、熱擴散滲層等措施。
2.2 水冷壁四角磨損
由于水冷壁四角物料濃度大，向火面焊縫容易不平整而導致磨損速率高。此部位主要采用讓管設計、清除凸出障礙物和電弧噴涂的方法進(jìn)行防磨。
2.3 不規則管壁的磨損
不規則管壁的磨損包括穿墻管、爐墻開(kāi)孔處的彎管、管壁上的焊縫等，此外還有一些爐內的測試元件，如熱電偶等。運行經(jīng)驗表明即使很小幾何尺寸的不規則也會(huì )造成局部的嚴重磨損。對于不規則管壁的磨損通常采用敷設耐火材料或鋪鍍焊接層等防治措施。
2.4 爐內受熱面的磨損
爐內受熱面主要有雙面水冷壁、屏式過(guò)熱器、屏式再熱器，它們的磨損機理與爐膛水冷壁管的磨損機理相似，主要取決于受熱面的具體結構和固體物料的流動(dòng)特性。通常在它們的底部敷設耐磨材料，其余部分進(jìn)行耐磨涂層，來(lái)達到防磨的目的。
2.5 爐頂受熱面的磨損
爐頂受熱面的磨損主要是由于氣固流在離開(kāi)爐膛頂部區域轉彎，產(chǎn)生離心力，將大顆粒物料甩向爐頂而造成的，隨著(zhù)容量的增大，爐膛高度也增大，爐膛頂部受熱面磨損問(wèn)題變得不嚴重，一般可通過(guò)將爐頂與距旋風(fēng)分離器的水平煙道拉開(kāi)足夠的距離來(lái)解決。
2.6 旋風(fēng)分離器的磨損
鍋爐旋風(fēng)分離器的大部分構件(除中心筒外)一般都敷設有耐火材料，因此旋風(fēng)分離器金屬件的磨損不是很?chē)乐�，旋風(fēng)分離器中心筒的損壞往往是由于熱變形造成的。旋風(fēng)分離器的磨損主要發(fā)生在進(jìn)口煙道和筒體上部，在該處氣流方向發(fā)生90度的偏轉，環(huán)形核心區的消失也會(huì )產(chǎn)生很大的脈動(dòng)，使入口端附近區域受到極大影響，因此，必須采取必要的措施防止該處管壁失效。
2.7 尾部對流受熱面的磨損
尾部對流受熱面發(fā)生的主要部位在過(guò)熱器、再熱器、省煤器的第一、二排管子，空氣預熱器出口處。這部分管排常因結構、安裝或受熱變形等原因形成煙氣走廊，物料速度較高，導致磨損加快。通常采用加裝保護板、均流板、防磨罩的方法進(jìn)行防磨。
3 結束語(yǔ)
鍋爐磨損影響因素很多，在具體實(shí)踐中要結合不同情況，采取不同的防磨措施，不斷積累經(jīng)驗，使鍋爐防磨技術(shù)不斷成熟與完美。