李相鹏，蓝立伟，高增梁

(浙江工业大学 机械工程学院，浙江 杭州，310032)

在燃煤锅炉中，受热面飞灰碰撞磨损是一种常见的现象，由此发生的锅炉管破损泄漏事故约占锅炉总事故的45%～50%[1]。锅炉受热面设计工作寿命一般为100 kh，而许多锅炉在实际运行5～20 kh后，部分受热面就发生严重磨损，导致爆管泄漏事故[2]。锅炉管过早的破损和因此而造成的停炉检修，将给电厂造成巨大经济损失。因此，针对含灰气流对锅炉受热面冲击磨损的研究具有重要意义。国内外已有许多学者对气固两相流中颗粒与壁面发生碰撞而造成磨损的问题进行了实验和模拟研究。Mbabazi等[3-4]用三组不同类型的飞灰测试了它对钢表面的磨损速率，实验结果表明磨损速率与粒子碰撞角、碰撞速度和飞灰粒子大小、形状、硅含量等有关。Tabakoff等[5-6]采用不同颗粒和不同金属板先后进行了一系列的磨损实验，结果表明飞灰的碰撞速度和碰撞角度是影响磨损率的主要因素，并根据实验结果拟合出了磨损速率预测半经验公式，获得了广泛应用。Nagarajan等[7-9]采用CFD模拟的方法研究了颗粒与管壁面的碰撞磨损，模拟结果表明飞灰粒子大小、浓度、碰撞速度和角度、金属表面粗糙度是磨损的主要影响因素。Oka等[10-13]提出了自己的颗粒碰撞磨损预测模型。嵇峰等[14-15]通过对颗粒与管束的碰撞磨损进行数值模拟，证实了颗粒对管壁的碰撞磨损与碰撞频率因子、碰撞速度和碰撞角度有关。目前对于飞灰碰撞引起的锅炉管束磨损研究方法已经比较成熟，针对相关因素对磨损速率的影响也已有较多研究。……