《煤飞灰磨损特性试验方法》

ICS27.060

J98

T/CEC

中国电力企业联合会标准

T/CECXXXXX—XXXX

煤飞灰磨损特性试验方法

Testmethodforwearcharacteristicsofcoalflyash

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（征求意见稿）

2021.11.29

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国电力企业联合会发布

XX/TXXXXX—XXXX

I

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煤飞灰磨损特性试验方法

1范围

本文件规定了不同煤种燃烧后飞灰的磨损特性的试验方法。

本文件适用于测试不同煤种在煤粉锅炉或循环流化床锅炉燃烧后产生的飞灰的磨损特性。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修订单）适用于本

文件。

DL/T567.3火力发电厂燃料试验方法第3部分：飞灰和炉渣样品的采取和制备

DL/T567.5火力发电厂燃料试验方法第5部分：煤粉细度的测定

DL/T1106煤粉燃烧结渣特性和燃尽率一维火焰炉测试方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

飞灰flyash

燃料在锅炉炉膛内燃烧产生的随烟气一起从炉膛上部烟窗逸出的灰粒。

3.2

飞灰磨损flyashwear

飞灰对锅炉受热面金属材料的磨损，导致受热面减薄的现象。

3.3

飞灰取样器flyashsampler

按照等速取样的方法，从锅炉烟道中采取飞灰样品的设备。

4试验原理

将待测的煤燃烧后获取的飞灰置于飞灰罐中，通过给料器，使飞灰与气流混合，利用气流流量控制

装置和加热装置控制携尘气流的温度和速度。气流携带飞灰，以试验要求的温度和速度依次冲刷圆柱形

磨损试件和方块型磨损试件。方块磨损试件被烟气冲刷的角度可以通过角度旋转仪进行控制，以考察冲

刷角度对磨损性能的影响，冲刷过磨损试件后的携尘气流最后通向除尘器。

1

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5试验装置及仪器

5.1煤飞灰磨损试验装置

5.1.1煤飞灰磨损试验装置系统见图1。

5.1.2待测煤飞灰置于密闭式给料机的飞灰罐中，通过给料机将飞灰罐中的飞灰按设定给料速率给料。

5.1.3通过温控装置控制加热元件，将压缩空气加热到需要的温度。

5.1.4通过压缩空气的流量控制装置，控制压缩空气的流速。

5.1.5按试验所需的流速和温度的空气在气流通道中流动，当流经飞灰罐下给料机出口时，与飞灰混

2

合，携带飞灰冲刷磨损件。气流通道截面积为A0m。

5.1.6方块磨损试件固定在角度控制仪下部，可通过角度控制仪调整携尘气流冲刷磨损试件的角度。

5.1.7携尘气流冲刷方块磨损试件后送往除尘器。

5.2冲刷磨损试件

5.2.1冲刷磨损试件分为圆柱体冲刷件和长方体冲刷件，圆柱体冲刷件直径为50mm，高度为10mm，长

方体冲刷件长、宽、高分别为50mm、50mm、10mm。

5.2.2根据电站锅炉受热面管材材质选取冲刷磨损件的材质，以考察煤飞灰对管材的磨损特性。

5.2.3冲刷磨损片表面加工粗糙度不大于5μm。磨损试片可反复使用，旧冲刷磨损试片表面不应有腐

蚀和杂物粘连，否则应用砂纸打磨干净。

5.3分析天平及其它

5.3.1应选用精度为0.1mg的分析天平。

5.3.2应选用量程为20kg，精度为10g的台秤。

5.3.3其它物品包括：记录纸、秒表、铁盘、标准筛、铁盘、勺、干燥箱等。

2

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1-带流量控制的压缩空气；2-加热元件；3-温控箱；4-飞灰罐；5-给料机；6-圆柱磨损试件；7-方块磨

损试件；8-角度控制仪；9-存灰罐；10-气流通道；11-去除尘器

图1煤飞灰磨损试验台

6试验

6.1试验条件的确定

6.1.1携尘气流速度V0的确定

气流通道中的携尘气流流速V0宜为10m/s。若横向对比不同煤灰对不同金属管材的飞灰磨损特性，

也可选取其它气流速度。

6.1.2携尘气流温度T0的确定

气流通道中的携尘气流温度T0宜为拟考察的管材在锅炉实际位置的环境条件下的烟气温度。若横向

对比不同煤灰对不同金属管材的飞灰磨损特性，也可选取其它气流温度。

6.1.3携尘气流飞灰浓度C0的确定

气流通道中的携尘气流中飞灰的浓度C0宜为拟考察的管材在锅炉实际位置的环境条件下的烟气中

的粉尘浓度的5倍。若横向对比不同煤灰对不同金属管材的飞灰磨损特性，也可选取其它气流温度。

6.1.4磨损试件材质的确定

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宜根据考察需求选取冲刷磨损试件的金属材质。若横向对比煤灰对不同金属管材的飞灰磨损特性，

也可选取其它金属管材。

6.1.5方块型冲刷磨损件角度的确定

携尘气流冲刷方块型冲刷磨损件的角度，宜为拟考察的管材在锅炉实际位置的环境条件下烟气冲刷

角度。若横向对比煤灰对金属管材不同冲刷角度时的飞灰磨损特性，也可选取其它冲刷角度。

6.2煤飞灰的准备

6.2.1若考察待测燃煤在特定锅炉及运行条件下燃烧产生飞灰的磨损特性，应在锅炉燃用该煤种时，

将锅炉运行在所需负荷及运行工况条件（包括运行氧量、配风等），使用飞灰取样器，按照DL/T567.3

的要求，在锅炉上合适部位取得所需的飞灰。

6.2.2若无法通过现有锅炉获取待测燃煤燃烧产生的飞灰，可参考DL/T1106利用一维火焰炉获取所

需的飞灰。

6.2.3参照GB/T212的要求，将待测的煤飞灰，置于105-110℃鼓风干燥箱内，于空气流中干燥到质

量恒定。

6.2.4按DL/T567.5的方法，筛分干燥后的待测飞灰，并记录其细度R200和R90。

6.3冲刷磨损试件的准备

将冲刷磨损试件表面用砂纸打磨后放入马弗炉中，在105℃的温度下烘30min左右，以使其表面杂质

去除。

6.4试验设备的检查

6.4.1准备好称重试验用灰的电子秤及有关容器。

6.4.2检查各仪表、空气压缩机等一切正常后，打开电源，并将各点温度设置好。

6.4.3启动空气压缩机，让气源进入装置。气源压力不低于0.5MPa；压力表，量程为1.2MPa，精确到

0.02MPa。

6.4.4检查其它仪器、设备和试验用具。

6.5试验步骤

6.5.1开启空气压缩机，让气源经过滤油器后进入试验装置，分别在冷态和热态下通入压力为0.4MPa

压力的压缩空气，在飞灰罐中加入少量煤飞灰，并开启给料机向气流通道中送入飞灰，检查各部位均无

泄露后，清扫飞灰罐中残留飞灰。

6.5.2将飞灰称重，随后将其装入飞灰罐，飞灰量不少于10kg。

6.5.3按6.1.1和6.1.3条确定携尘气流的流速和飞灰浓度之后，确定飞灰给料机的给料量，并标定

给料机的流速。

4

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6.5.4在0.1mg精度天平上对干燥完毕的冲刷磨损试件称重，记录其质量和，随后将冲

刷磨损试件放置在煤飞灰磨损试验台对应位置。

�𝑐𝑦𝑙𝑖�𝑐��

6.5.5调整方块型冲刷磨损件的角度。

6.5.6将压力、流量调至试验工况以控制管道内气体流速为锅炉待考察部位的烟气流速。

6.5.7调整温控箱以调整加热元件，使管道内空气流速为锅炉待考察部位烟气温度。

6.5.8打开给料机，并将给料机刻度调至所需刻度，使压缩空气中含尘量为锅炉待考察部位烟气中含

尘量。并记录煤灰开始冲刷磨损试件的开始时间。

6.5.9待煤灰冲完后，记录煤灰冲刷磨损试件结�1束的试验，稍等片刻让余灰冲完后，关闭给料机下

的阀门，关闭压缩空气，然后取出冲刷磨损试件。煤飞灰的冲刷磨损时间宜为2.5小时。

�2

6.5.10冲刷磨损试件取出后立即放入干燥器皿内，待冷却至室温时才可取出，经表面吹扫后并进行加

热处理，30分钟冷却到室温后再用天平称重，得到其重量和。

''

6.5.11将飞灰罐及存灰罐内的煤灰清理干净，清理完毕后�更𝑐换𝑦𝑙新𝑖的圆�柱𝑐�磨�损试件和方形磨损试件，准

备下一个煤灰样品的磨损特性试验。

7数据处理及计算方法

7.1试验时间

煤飞灰磨损试验时间的计算按下式：

（1）

式中

∆�=�2−�1

——煤飞灰磨损时间，单位为小时（h）。

7.2∆试�验飞灰耗用量

煤飞灰的耗用量按下式：

（2）

式中

��=�0×�0×∆�×3600×�0

——试验好用的飞灰量，单位为克（g）；

——气流通道截面积，单位为平方米（m2）；

��

——气流通道中的冲刷磨损气流流速，单位为米每秒（m/s）；

�0

——气流通道中的携尘气流中粉尘浓度，单位为克每立方米（g/m3）；

�0

7.3�冲0刷磨损试件失重量

圆柱磨损试件失重量按下式计算：

（3）

式中，——圆柱磨损试件的失重量，单位为克（g）'。

∆�𝑐𝑦𝑙𝑖=�𝑐𝑦𝑙𝑖−�𝑐𝑦𝑙𝑖

方块磨损试件失重量按下式计算：

∆�𝑐𝑦𝑙𝑖

（4）

式中，——方块磨损试件的失重量，单位为克（g）。'

∆�𝑐��=�𝑐��−�𝑐��

∆�𝑐��

5

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7.4煤飞灰冲刷磨损指数

煤飞灰对圆柱磨损试件的冲刷磨损指数计算如下：

（5）

式中，——煤飞灰对圆柱磨损试件的冲刷磨损指数，单位为克每克每小时（g/g·h）。

�𝑐𝑦𝑙𝑖=∆�𝑐𝑦𝑙𝑖∆�×��

煤飞灰对方块磨损试件的冲刷磨损指数计算如下：

�𝑐𝑦𝑙𝑖

（6）

式中，——煤飞灰对圆柱磨损试件的冲刷磨损指数，单位为克每克每小时（g/g·h）。

�𝑐��=∆�𝑐��∆�×��

�𝑐��

8煤飞灰磨损指数的等级划分

煤飞灰磨损指数的等级划分见表1。

表1煤飞灰磨损指数的等级划分

磨损性能

Ⅰ级（低）＜4×10-6＜3×10-6

�𝑐𝑦𝑙𝑖�𝑐��

Ⅱ级（中）4×10-6≤≤6.5×10-63×10-6≤≤6×10-6

�𝑐𝑦𝑙𝑖�𝑐��

Ⅲ级（严重）＞6.5×10-6＞6×10-6

�𝑐𝑦𝑙𝑖�𝑐��

�𝑐𝑦𝑙𝑖�𝑐��

6