当携带飞灰的烟气流经受热面时，灰粒对受热面的每次撞击都会削去微小金属屑，使受热面管壁逐渐变薄的过程，称为飞灰磨损。飞灰磨损使受热面管壁变薄，强度下降，很容易造成受热面爆管。受热面爆管不仅使受热面产生泄漏，危及锅炉的安全运行，也增加了检修的工作量和更换磨损部件的金属消耗。

（一）飞灰磨损产生原因与机理

烟气气流对受热面管子的冲击有垂直冲击和斜向冲击两种情况。冲击角（气流方向与管子表面切线之间的夹角）等于90°时，为正向冲击，如图613（a）所示；小于90°时，为斜向冲击，如图613（b）所示。

图613　烟气冲刷管外时磨损最大的部位

（a）正向冲击；（b）斜向冲击

正向冲击引起的磨损称为冲击磨损，正向冲击时，灰对受热面管子作用力的方向为受热面管子表面的法线方向，冲击磨损作用的结果是使正对气流方向管子表面产生明显的麻点。斜向冲击时，灰粒对受热面管子的作用力可分解为法向分力和切向分力。法向分力产生冲击磨损，而切向分力对受热面管壁起切削作用，称为切削磨损或摩擦磨损。因此灰粒斜向冲击受热面管子时，管子表面既受冲击磨损又受切削磨损，两者的大小取决于烟气气流对受热面管子的冲击角度。

受热面管子的飞灰磨损是不均匀的，其磨损的程度与受热面在烟道中的部位和所处区域的飞灰浓度有关。一般在烟气走廊和飞灰浓度较大的区域，受热面磨损较严重。从管子周界的磨损来看，其磨损程度也是不均匀的。试验表明，当烟气横向冲刷错列布置的受热面管子（如省煤器）时，磨损最严重的区域通常在管子迎风面两侧30°～50°范围内。

（二）影响磨损的因素

受热面金属的磨损量与冲击管壁的灰粒的动能、冲击次数、灰粒性质等有关。灰粒的动能越大，冲击次数越多，则磨损越严重，灰粒的动能和冲击次数取决于烟气流速。影响飞灰磨损的主要因素有：

1.飞灰速度

受热面金属的磨损量与烟气流速的3次方成正比，因此，运行中有效控制烟气流速可减轻受热面磨损。但降低烟气流速会降低烟气侧的对流放热系数，并增加积灰和堵灰的可能。所以，选择烟气流速时应综合考虑，以确定合理的烟气流速。在比较狭窄的烟气走廊区，由于烟气流速较高，磨损也较严重。

2.飞灰浓度

烟气中飞灰浓度越大，对受热面管壁的冲击次数越多，磨损就越严重。在烟道转弯处的外侧，飞灰浓度较大，该处受热面的磨损也较严重。对燃用高灰分煤的锅炉，应特别注意受热面的磨损。

3.飞灰特性

烟气中飞灰的颗粒越大，硬度越大，则飞灰对受热面的磨损越严重。省煤器区的烟温较低，飞灰颗粒较硬，因而省煤器区的受热面磨损比高温烟气区的磨损严重。另外，燃烧工况恶化时，灰中含碳量增加，灰粒硬度变大，也会加剧受热面磨损。(www.daowen.com)

4.飞灰的撞击率

飞灰的撞击率是指飞灰撞击受热面管壁的概率。飞灰的撞击率越大，则受热面磨损越严重。飞灰的撞击率与飞灰粒径、飞灰的密度、烟气流速、烟气黏度等有关。一般地，飞灰的粒径和密度越大、烟气流速越高、烟气黏度越小，则飞灰的撞击率越大。因为飞灰粒径、密度越大，烟气流速越小、黏度越低，飞灰越容易从烟气中分离出来，撞击受热面管壁。

5.管束的结构特性

烟气纵向冲刷管子比横向冲刷磨损轻，因为灰粒平行于管子轴向运动，只有靠近管壁的灰粒才产生磨损。当烟气横向冲刷管束时，错列管束的磨损比顺列管束的磨损严重。对错列管束，第一、三排管子的磨损最严重，后面的管子磨损较轻，因为烟气刚进入管束时，烟气加速，使飞灰动能增大，磨损加剧，而流经后面的管子时，飞灰的动能被消耗，使磨损减轻；对顺列管束，由于灰粒在管束中有一个加速过程，一般到第五排时速度最大，动能最大，因此第五排后的受热面管子磨损较严重。

（三）减轻飞灰磨损的措施

1.控制烟气流速

适当降低烟气流速是减轻受热面飞灰磨损的最有效措施，但应综合考虑对传热和积灰的影响。为防比烟道中局部区域出现烟气走廊，可尽量减小受热面管与炉墙之间的间隙，使管间距离尽量均匀等。

2.改善省煤器结构

（1）选用大直径管子。管子的直径越大，飞灰的撞击概率就越低，飞灰磨损也越轻。如管径由φ32改为φ42，飞灰的撞击概率约下降10%。由于小口径管子壁厚小，刚性差，造成管子排列不整齐，在受热面管束之间出现烟气走廊，使省煤器爆管事故多年高居锅炉事故首位。根据引进技术，现已普遍采用φ42～φ51，甚至φ57的管子作省煤器，再加之合适的管夹定距和支承结构，尽管烟速有所提高，但省煤器磨损问题并不严重。

（2）横向节距与管径的比值越大，则管子的磨损越轻。

（3）顺列管束的磨损比错列管束轻。

（4）采用膜式省煤器、鳍片管式或螺旋肋片管省煤器，可有效地减轻磨损。

3.加装防磨装置

运行中，烟道的局部区域出现烟气流速过高或飞灰浓度过大是不可避免的。为防止受热面管局部磨损严重，在易受磨损的部位加装防磨装置。其目的是使磨损转移到防磨保护部件上，检修时只需更换这些部件即可。