在生物質(zhì)鍋爐的運(yùn)行體系中,省煤器肩負(fù)著回收余熱、提升熱效率的重任。然而,長(zhǎng)期運(yùn)行過程中,省煤器面臨著磨損故障的挑戰(zhàn),這對(duì)其性能和鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行都有著重要影響。深入了解省煤器磨損故障,有助于及時(shí)采取措施,保障設(shè)備正常運(yùn)行。
一、磨損類型及成因
1.沖刷磨損:這是省煤器最常見的磨損類型。生物質(zhì)鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣中攜帶大量粉塵顆粒,當(dāng)高速煙氣經(jīng)過省煤器管束時(shí),粉塵顆粒會(huì)持續(xù)撞擊管束表面。在煙氣轉(zhuǎn)彎處以及管束排列不規(guī)整的部位,煙氣流速分布不均,局部流速過高,導(dǎo)致粉塵對(duì)管束的沖刷作用加劇。例如,在省煤器的進(jìn)口段,煙氣集中進(jìn)入,流速較高,此處的管束更容易遭受沖刷磨損。長(zhǎng)期的沖刷磨損會(huì)使管束表面逐漸變薄,甚至出現(xiàn)穿孔。
2.振動(dòng)磨損:省煤器在運(yùn)行時(shí),可能會(huì)因風(fēng)機(jī)振動(dòng)、煙氣脈動(dòng)等外界因素而產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)省煤器的固有頻率與外界激勵(lì)頻率接近時(shí),就會(huì)引發(fā)共振現(xiàn)象。共振使得管束產(chǎn)生較大的振動(dòng)位移,導(dǎo)致管束與支撐件、相鄰管束之間頻繁碰撞摩擦,進(jìn)而造成磨損。此外,若省煤器的安裝不夠牢固,也會(huì)增加振動(dòng)磨損的風(fēng)險(xiǎn)。
3.氣流激振磨損:煙氣在省煤器管束間流動(dòng)時(shí),會(huì)在管束后部形成交替脫落的旋渦,產(chǎn)生周期性的交變作用力。當(dāng)這種交變作用力的頻率與管束的固有頻率接近時(shí),會(huì)引起管束的強(qiáng)烈振動(dòng),導(dǎo)致管束與其他部件摩擦,產(chǎn)生磨損。這種磨損通常發(fā)生在管束的中部區(qū)域,且磨損痕跡較為均勻。
二、磨損帶來的影響
1.降低設(shè)備可靠性:省煤器磨損后,管壁變薄,強(qiáng)度降低,難以承受正常的工作壓力,容易出現(xiàn)泄漏等故障,導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)維修,影響生物質(zhì)鍋爐的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。頻繁的故障維修不僅增加了維護(hù)成本,還可能影響生產(chǎn)進(jìn)度。
2.影響傳熱效率:磨損會(huì)破壞省煤器管束表面的光滑度,使傳熱熱阻增大,熱量傳遞效率降低。這意味著省煤器回收余熱的能力下降,進(jìn)入鍋爐的給水無法得到充分預(yù)熱,進(jìn)而降低鍋爐的整體熱效率,增加燃料消耗。
3.縮短設(shè)備使用壽命:嚴(yán)重的磨損會(huì)使省煤器管束快速損壞,需要提前更換,大大縮短了省煤器的使用壽命,增加了設(shè)備更新成本。
三、預(yù)防磨損的措施
1.優(yōu)化煙氣流速:合理設(shè)計(jì)省煤器的結(jié)構(gòu),調(diào)整煙氣通道,使煙氣流速均勻分布,避免局部流速過高。同時(shí),根據(jù)生物質(zhì)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況,適當(dāng)降低煙氣流速,減少粉塵對(duì)管束的沖刷作用。
2.安裝防磨裝置:在易磨損部位,如管束的迎風(fēng)面、煙氣轉(zhuǎn)彎處等,安裝防磨護(hù)瓦、防磨套管等裝置,保護(hù)管束免受粉塵的直接沖刷。這些防磨裝置可以定期更換,降低設(shè)備整體的磨損程度。
3.增強(qiáng)設(shè)備穩(wěn)定性:確保省煤器的安裝牢固,減少振動(dòng)源。對(duì)風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和調(diào)試,避免因設(shè)備故障引發(fā)的振動(dòng)。此外,可以通過增加支撐件、優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)等方式,提高省煤器的整體穩(wěn)定性,減少振動(dòng)磨損。
4.控制燃料質(zhì)量:選擇雜質(zhì)含量低、顆粒均勻的生物質(zhì)燃料,減少煙氣中粉塵的含量和顆粒大小,從而降低粉塵對(duì)省煤器的沖刷磨損。
生物質(zhì)鍋爐省煤器的磨損故障是影響其性能和壽命的重要因素。通過了解磨損類型、成因及影響,并采取有效的預(yù)防措施,可以降低磨損風(fēng)險(xiǎn),保障省煤器的正常運(yùn)行,提高生物質(zhì)鍋爐的運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)效益。
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