电站锅炉省煤器管束的局部磨损泄露,以及泄露位置的不确定性一直困扰着运行人员。省煤器的泄露严重影响着机组运行的稳定性和经济性。确定最大磨损发生位置以提前采取被动防磨措施,以及预测管排在一定时期的最大磨损厚度以便合理安排检修时间,都是工程实践中亟待解决的问题。本文从省煤器自身结构、烟气流动特性以及飞灰特性三个方面分析了影响省煤器磨损的因素,并对省煤器蛇形管的顺列和错列两种布置方式进行了数值模拟。数值模拟采用流体动力学软件计算气相和颗粒相的流动特性,具体做法是运用欧拉方法计算连续相,采用拉格朗日法结合颗粒—壁面反弹模型来准确预测颗粒轨迹,在此基础上将研究者最近提出的磨损方程编写入主程序,通过迭代计算求解了飞灰颗粒撞击率与粒径之间的关系,粒径与磨损量之间的关系,以及沿流向各排管子的磨损量和磨损发生位置。同时为了验证数值模拟的准确性,针对某实际运行电厂的省煤器建模,并且在该厂现场采取灰样筛分后,拟合为Rosin-Rammler分布代入主程序,计算省煤器磨损量及最易发生泄露位置,并与该省煤器实际泄露数据进行对比。研究结果表明管排受到的颗粒撞击率随着粒径的增大而增加。关于粒径对磨损管束磨损量的影响,一直存在很大的争议,本文的研究认为,对于蛇形管顺列布置省煤器管束而言,沿流向第一排管子的磨损量随粒径增大而增加。但自第二排管起,随着颗粒直径的增大,管子受到的磨损量呈现先增大后减小的趋势,即存在一个特定的飞灰粒径,使得管排的磨损恶化。对特定粒径颗粒模拟结果显示,从第三排以后各排管束磨损量均比较大,最大磨损经常发生在第五排到第七排之间管束。对于单根圆管而言,最大磨损发生在其迎风侧58-59度处。对于错列布置蛇形管来说,管束磨损量沿流向呈交替上升趋势。自第三排管开始磨损量均较大,在第四排和第七排管处,磨损量均出现峰值。对实际投运某电厂省煤器模拟结果表明,模拟省煤器自第三排起,磨损量相对前两排出现较大跃升,其中最大磨损发生在第5排和第6排,这与该厂省煤器管束第三排以后管壁厚度明显减小,尤其是省煤器管束多次在第5排和第6排管发生泄露事故较为吻合。本文的模拟计算方法为省煤器的防磨设计提供了一种数值仿真方法,并对预测已投运的省煤器泄露位置提供了一种可行的手段,使得电站锅炉省煤器防磨更加具有针对性,也为检修人员合理安排检修时间提供了较为有价值的参考。