新材料在電廠輸灰管道上的應用

發電鍋爐煙氣中所夾帶的灰塵，細顆粒等多項雜質經過除塵器后進入除塵水，形成了高溫且成酸性(PH=3)的灰漿，再由灰漿泵通過灰漿管道輸送至沉淀池進行沉淀，水再循環重復利用。原灰漿管道為中219和中273的復合鋼管，其耐磨損、耐腐蝕性較差，經常造成管道泄露，維護量極大并造成環境污染，嚴重制約著發電系統的安全生產和影響形象。為徹底解決灰漿管道因經常泄露帶來的隱患，廠部組織了工程技術人進行了深入分析、探討，擬采用新技術，新材料——復合鑄石管取代復合鋼管用于灰漿管路上。

一、復合鑄石管概述

復合鑄石管是以天然火成巖——玄武巖為主要原料，經配料、熔化，成型、結晶和退火等多道熱處理工藝制成的工業材料，復合鑄石管是在鋼管內襯鑄石管，兩管之間灌注水泥沙漿，它克服了單純鑄石管材脆性大、抗拉抗彎強度低等弱點，并具有極高的耐磨耐腐蝕和抗沖擊性能，在長期運行中可防止結垢，可代替鋼材及其他重金屬，在火力發電廠的水力除塵管道上可廣泛推廣應用，復合鑄石管的使用大大延長了水力除塵灰漿管道的使用壽命，減少了維護工作量，節省了鋼材和資金。

二、復合鑄石管的性能

1.物理化學性能

比重2.9——3.0g／cm

抗壓強度≥58860

n／cm

彎曲強度≥6377

n／cm

抗沖強度1.56——1.66 kg／cm

磨損度≤O.09

g／cm

耐酸度(％)≥99 95——98％H₂SO₄

≥96

20％H2S04

耐堿度(％)≥98

20％NaOH

硬度

8——9級

莫氏

2.耐磨性

復合鑄石管的硬度高，其刻劃硬度為莫氏硬度8——9級，維氏硬度HV為1125kg／mm，HV／E×10000=280(E為彈性模量)，以上兩數值分別使碳鋼的5.625倍和2.8倍，在相同的實驗條件下，鑄石的磨損量僅為碳鋼的1／36。

3.低溫狀態下復合鑄石管對溫度驟升的適應性

除灰管道均沒有備用管路，在寒冷地區冬季備用管投入運行后，溫度驟然升高，冷熱溫差可達50—90℃，一般的鋼管可能出現裂紋甚至爆管等不良現象，而目前采用的復合鑄石管在這種溫差最大為103℃狀態下，仍能正常運行，管道無裂紋、無損傷。

4.焊接性能

復合鑄石管對焊時，要求外套鋼管端部比鑄石管長出10MM，采用將整個接口劃分為100MM一段用隔段對稱焊接法，焊完全周焊縫高度的1／2，再以同樣的方法焊滿全部焊口或采用3.2MMT422焊條，焊接電流控制在190A左右，連續平焊兩遍的辦法，由焊接所造成的高溫對鑄石管無影響。

5.耐水性能

復合鑄石管由外套鋼管承受水壓，壓力在1.0Mpa以下鑄石管無變化，壓力增加到1.6—1.8Mpa時鑄石管發生細裂紋，壓力達到2.9Mpa時仍無泄露。

6.水力特性

復合鑄石管當量粗糙度△1=0.17—0.22MM，在統一條件下實驗時測的鋼管當量粗糙度△2=0.2MM，說明復合鑄石管的水阻與鋼管相當，甚至要小。

三、發電灰漿管道使用復合鋼管時的運行、維護情況

1.運行情況

新的φ219和φ273復合鋼管在投用初期(半年以內)，基本無故障，但經過長時間的運行磨損和腐蝕，半年以后，各段鋼管先后泄漏，大約每兩天發生一次，既污染環境，又影響安全生產，工人勞動強度大。

2.維護情況

原灰漿管道分為三段，即灰漿泵房段、涵洞段、沉灰池段，其中灰漿泵房段管道貼于地面，當在下面發生泄漏時不易檢修；涵洞段在鐵路涵洞洞底部，鋼管發生泄漏時便被淹沒，檢修前必須先抽干涵洞內大量的積水，耗費人力、物力、電力；沉灰池段管道埋在地下，發生泄漏時難于查找，找到后還要挖出后才能檢修。總之，原灰漿管道的頻繁泄露，給檢修、維護工作帶來了很大的困難，特別是在寒冷的冬季。

四、發電灰漿管道使用復合鑄石管時的運行，維護情況

發電灰漿管道于2002年5月改用鑄石復合管，至今已投用8個多月，目前運行情況仍然正常，鑄石管未發生一次泄漏，在一次實驗檢查中，復合鑄石管內壁仍完好如初，它的維護基本屬于免維護型。

五、復合鑄石管與復合鋼管的經濟效益比較(見表一)

復合鋼管的使用壽命為1年，其平均每年的檢修費用按其總價值的160計，復合鑄石管的使用壽命為5年(實際更長)，其平均每年的檢修費用按其總價值的1％計(基本為免維護)，兩者的經濟效益比較如上表，從表中比較可以看出，1000米管道在5年內總投資復合鑄石管比復合鋼管節約資金198.47萬元(若將復合鑄石管的殘值計算在內，其經濟效益更加明顯)，在今后的發展中，若灰漿管道在延伸至2000米、3000米，使用復合鑄石管將能節約大量資金。

由此看出，無論使是經濟效益和使用年限，還是從安全生產、保護環境和減少維護量各個方面分析，使用復合鑄石管都比復合鋼管要好的多，這種復合鑄石管新型材料值得推廣應用。