(浙江工业大学 机械工程学院，浙江 杭州，310032)

锅炉作为火力发电厂三大主要设备之一，在燃煤锅炉中，容易形成锅炉受热面的沾污、结渣和积灰。为了减缓这种现象电站锅炉多采用超音速吹灰的方式清洁受热面，以提高锅炉安全经济性。吹灰是指锅炉运行时利用蒸汽或水、压缩空气、声波等的能量清除锅炉受热面烟气侧的积灰和结渣的过程。然而，在吹灰过程中，吹灰射流卷吸夹带飞灰颗粒高速冲刷炉管壁面，将引起炉管磨损严重，出现泄漏和爆管现象。因锅炉受热面飞灰碰撞磨损爆管而停炉的事故占锅炉总事故的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]。锅炉管过早破损及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。Tabakoff等[3]对各种金属材料在常温以及高温下受颗粒高速冲击的问题进行了大量的实验研究，并得到了一些工程实际计算可用的回归经验公式。Mbabazi等[4−5]使用3种形状、粒径分布和化学成分有很大不同的电站飞灰粒子测定了粒子碰撞速度和碰撞角度对金属表面磨损的影响。根据实验数据及理论分析提出了一预测磨损速率模型。Nagarajan等[6]通过使用3种不同电站飞灰粒子研究了飞灰物性和运动特征对 3种低合金钢造成磨损的作用。……