Загрязнение поверхностей нагрева золой

Тема 3.4. Очистка поверхностей нагрева

Требования, предъявляемые к золоулавливающим установкам

Для котельных с общим выходом шлака и золы от всех котлов в количестве 150 кг/ч и более (независимо от производительности котлов) удаление золы и шлака должно быть механизировано.

При ручном золоудалении шлаковые и золовые бункеры должны быть снабжены устройствами для заливки водой золы и шлака в бункерах или вагонетках. В последнем случае под бункером устанавливаются изолированные камеры для установки вагонеток перед спуском в них золы и шлака. Камеры должны иметь плотно закрывающиеся двери с застекленными гляделками и быть оборудованы вентиляцией и освещением.

Управление затвором бункера и заливкой шлака должно быть вынесено за пределы камеры на безопасное для обслуживания место.

Если зола и шлак выгребаются из топки непосредственно на рабочую площадку, то в котельной над местом выгреба и заливки очаговых остатков должна быть устроена вытяжная вентиляция.

При шахтных топках с ручной загрузкой для древесного топлива или торфа должны быть устроены загрузочные бункера с крышкой и откидным дном.

При сжигании жидкого топлива под форсунками необходимо устанавливать поддоны с песком для предотвращения попадания топлива на пол котельной.

Контрольные вопросы:

1. Принципы очистки дымовых газов от золы?

2. Конструкция и принцип работы золоуловителей. Мокрые золоулавливающие аппараты?

3. Основные виды мокрых золоулавливающих аппаратов?

4. Что представляет собой сухие механические золоулавливающие аппараты?

5. Основные физические основы работы электрофильтров?

Загрязнение поверхностей нагрева золой. Классификация наружных отложений. Аппараты для обдувки топочных экранов. Импульсная водяная обдувка экранных поверхностей. Вибрационная и импульсная очистка. Обмывка конвективных поверхностей нагрева.

Вместе с органической массой твердого топлива в топочную камеру парового котла поступают различные минеральные примеси, которые в зоне высоких температур преобразуются. Часть из них плавиться, соединяется в более крупные частицы и выпадает в низ топки в виде шлака, а основная масса мелких золовых частиц уносится продуктами сгорания. Поведение золовых частиц в газоходах зависит от химического состава и их физических свойств (температуры плавления, вязкости, теплопроводности и др.).

В топочной камере в зоне контакта высокотемпературных газов с экранными могут возникать быстро нарастающие отложения. Они определяются набросом на поверхность труб частиц золы и шлаков, находящихся в полужидком или размягченном состоянии, которые затем охлаждаются и прочно схватываются с поверхностью. Этот процесс называется шлакованием.

Возникшие при этом шлаковые наросты могут иметь большие размеры и массу до нескольких тонн. Наличие относительно легкоплавких частиц в зоне горения определяется образованием эвтектик окислов металла МеО (типа СаО, MgO, FeO, Fe₂O₃) с кремнеземом и глинистыми минералами на основе Al₂O₃.

При неблагоприятных характеристиках минеральной части топлива (содержание окислов кальция СаО>40%) в возникшем на поверхности нагрева слое сыпучих отложений может начаться процесс спекания (сульфатизация) за счет присутствия SO₂ в дымовых газах, ведущий к нарастанию плотных, крепко связанных с трубной поверхностью отложений (рисунок 3.30).

Рисунок 3.30 – Вид спекшихся отложений на поверхности трубы

Шлакованию, кроме экранов топочной камеры, подвергаются ширмы, пакеты конвективного перегревателя в области температур газов до 600 – 700 ^оС. Спекшиеся отложения могут перекрывать межтрубные промежутки шириной до 400 мм. Горизонтальные и слабонаклонные трубы шлакуются интенсивнее, чем вертикальные.

Различают сыпучий и плотный слои отложений. Сыпучие загрязнения на поверхности труб ухудшают теплообмен, что оценивается коэффициентом загрязнения.

e = dз / lз, (м^2.К)/Вт

где dз, lз – средняя условная толщина слоя отложений по периметру трубы и теплопроводность золового слоя.

Коэффициент загрязнения характеризует термическое сопротивление слоя отложений. Загрязнения труб отложениями летучей золы мало зависит от концентрации ее в потоке дымовых газов. Разница загрязнений наблюдается только в первые часы работы.

Чем более тонкой по размерам фракций является зола, тем интенсивнее загрязнение труб, толще слой отложений.

Существенной является зависимость степени загрязнения труб от скорости газового потока. Оседание средних фракций золы на трубах увеличивается приблизительно пропорционально скорости потока.

Большое влияние на степень загрязнения поверхности оказывают тип пучка труб (шахматный или коридорный – рисунок 3.31) и продольный шаг труб S2 в шахматном пучке. При равных прочих условиях (скорость газов, диаметр труб) коэффициент загрязнения коридорного пучка в 1,7 – 3,5 раза больше, чем шахматного.

Рисунок 3.31 – Расположение пучка труб:

а – шахматное; б – коридорное.

При сжигании высокосернистых мазутов на поверхности нагрева в зоне температур газов ниже 600 ^оС образуется как липкие отложения, так и плотные стекловидного типа. Отложения при сжигании мазутов очень быстро накапливаются, что приводит к снижению теплообмена, увеличению сопротивления газового тракта и ограничению работы котла.

Дата добавления: 2014-12-07