
- •В.А. Волощук, а.К. Денісов, і.П. Трофимчук котельні установки промислових підприємств Навчальний посібник
- •1. Загальна технологічна схема котельної устаноки. Загальні характеристики котлів. Конструкції котлів та парогенераторів
- •1. 1. Загальна технологічна схема котельної установки
- •1.2. Схема барабанного котла з природною циркуляцією
- •1. 3. Загальні характеристики котлів
- •1. 4. Котли з природною циркуляцією низького та середнього тиску
- •1. 5. Енергетичні котли з природною циркуляцією
- •1. 6. Прямотечійні котли
- •1. 7. Конструкції водогрійних котлів
- •1.8. Конструкції парогенераторів аес
- •2. Матеріальний баланс процесу горіння палива. Матеріальний баланс середовища, що нагрівається
- •2.1. Матеріальний баланс процесу горіння палива
- •2.2. Визначення кількості повітря, що необхідне для горіння
- •2.3. Кількість продуктів згорання
- •2.4. Ентальпія продуктів згорання
- •2.5. Матеріальний баланс середовища, що нагрівається
- •Приклади розв’язування задач
- •Об’єми газів, об’ємні долі трьохатомних газів
- •3. Тепловий і ексергетичний баланси котла
- •3.1. Загальне рівняння теплового балансу
- •3.2. Корисно витрачена на виробництво пари теплота
- •3.3. Витрата палива і ккд котла
- •3.4. Втрати теплоти в котельному агрегаті
- •3.5. Втрати теплоти від неусталеного теплового стану котла. Залежність ккд котла від навантаження
- •3.6. Ексергетичний| баланс котла
- •Приклади розв’язування задач
- •4. Спалювання твердого палива в котлоагрегаті
- •4.1. Класифікація топок і загальні|спільні| характеристики процесів
- •4.2. Немеханізовані, напівмеханізовані та механічні топки для спалювання твердого палива в щільному шарі
- •4.3. Механізовані шарові топки
- •4.4. Топки з киплячим шаром
- •4.5 Особливості спалювання твердого палива у пилоподібному стані
- •4.6. Основні схеми пилоприготування
- •4.7. Класифікація і схеми пиловугільних пальників
- •4.8. Показники роботи топкових пристроїв
- •5. Спалювання газоподібного палива в котлоагрегаті
- •5.1. Спалювання газоподібного палива. Загальні положення
- •5.2. Принципи організації спалювання газового палива
- •5.3. Топки, класифікація пальників для газоподібного палива
- •5.4. Спалювання газоподібного палива з|із| низькою теплотою згоряння
- •5.5. Спалювання газоподібного палива з|із| високою теплотою згоряння
- •5.6. Спалювання газу разом |спільне|з|із| іншими видами палива
- •5.7. Експлуатація газових топок. З|утворенню|меншення шкідливих викидів
- •5.8. Особливості розрахунку газових пальників і топок
- •6. Спалювання рідкого палива в котлоагрегаті
- •6.1. Спалювання рідкого палива. Загальні положення|спільні|
- •6.2. Схеми розпилювання рідкого палива. Мазутові форсунки
- •7. Випарні поверхні нагріву котлоагрегатів
- •8. Пароперегрівники. Регулювання температури пари
- •8.1. Призначення і класифікація пароперегрівників
- •8.2. Конструкція і компоновка пароперегрівника
- •8.3. Конвективні пароперегрівники
- •8.4. Радіаційні і ширмові пароперегрівники
- •8.5. Регулювання температури пари
- •9. Економайзери та повітропідігрівники
- •9.1. Економайзери
- •9.2. Повітропідігрівники
- •10. Каркас і обмурівка котлоагрегату
- •10.1. Каркас котлів
- •10.2. Призначення обмурівки і вимоги до неї
- •10.3. Конструкція обмурівки
- •10.4. Тепловий розрахунок обмурівки
- •11. Теплообмін в елементах котла
- •11.1. Теплообмін в елементах котла, загальні положення
- •11.2. Теплообмін в топці
- •11.3. Розрахунок теплообміну в топці
- •11.4. Теплообмін у конвективних поверхнях нагріву
- •11.5. Інтенсифікація радіаційного і конвекційного теплообміну
- •12. Водний режим і якість пари котлів
- •12.1. Утворення накипу і вимоги до живильної води
- •12.2. Системи підготовки живильної води
- •12.3. Водний режим і продування котла
- •12.4. Сепарація і промивка пари
- •13. Аеродинаміка та гідродинаміка котла
- •13.1. Системи газоповітряного тракту
- •13.2. Аеродинамічні опори
- •13.3. Аеродинаміка димової труби
- •13.4. Вибір вентилятора і димососа
- •13.5. Характеристика і режими роботи випарних систем
- •13.6. Гідродинаміка в елементах парогенераторів із природною циркуляцією
- •13.7. Режим, структура і характеристики потоку робочого тіла
- •13.8. Гідродинаміка котлів із природньою циркуляцією
- •13.9. Схема розрахунку циркуляції
- •14. Абразивний знос, корозія, забруднення і очистка поверхонь нагріву
- •14.1. Абразивний знос
- •14.2. Корозія металу елементів котла
- •14.3. Високотемпературна корозія зовнішніх поверхонь нагріву
- •14.4. Низькотемпературна корозія зовнішніх поверхонь нагріву
- •14.5. Корозія металу внутрішніх поверхонь нагріву
- •14.6. Забруднення поверхонь нагріву
- •14.7. Очищення зовнішніх поверхонь нагріву від забруднень
- •15. Захист навколишнього середовища від шкідливих викидів при роботі котлоагрегатів
- •15.1. Вміст шкідливих домішок в продуктах згоряння
- •15.2. Золовловлювання
- •15.3. Очищення продуктів згоряння від оксидів сірки
- •15.4. Очищення продуктів згоряння від оксидів азоту
- •16. Експлуатація котлів
- •16.1. Організація управління котлами
- •16.2. Експлуатація котлів
- •16.3. Показники роботи котельних установок
- •Контрольна тестова програма Знайдіть одну правильну відповідь.
- •9.Чим обумовлені втрати теплоти від хімічної неповноти згоряння:
- •10. Чим обумовлені втрати з фізичною теплотою золи і шлаку:
- •Термінологочний словник
- •Предметний покажчик
- •Літератрура
14.5. Корозія металу внутрішніх поверхонь нагріву
При електрохімічній корозії у водному середовищі одночасно відбуваються окислення металу з переходом його іонів в розчин і накопиченням еквівалентної кількості електронів в металі і асиміляція надмірних електронів частинками, що знаходяться в розчині електроліту. Баланс цих реакцій і дає струмоутворюючу реакцію, що являється причиною корозійного процесу, в результаті якого може виникати тверда фаза продуктів корозії. Наприклад:
Молекули води у вказаних рівняннях опущені. При підвищених температурах металевої стінки визначальне значення має хімічна корозія, при якій відбуваються дифузійні процеси в металічній стінці, внаслідок чого на її поверхні утворюється захисна плівка.
Хімічна корозія виникає при взаємодії з металом агресивних газів О2 і СО2, а також пар при високих температурах стінки. Відповідно розрізняють кисневу і пароводяну корозії. Взаємодія водяної пари з металом відбувається при температурах вище за 500°С шляхом дифузії. Ця взаємодія є окислювально-відновним процесом, при якому відбуваються наступні реакції
Утворена в результаті процесу пароводяної корозії плівка захисних оксидів при температурі нижче 570 °C переважно складається з Fe3О4.
У випарних поверхнях нагріву в результаті взаємодії металу з їдким натрієм Na(OH) при високій його концентрації у воді (більше 3%) виникає лужна корозія. Різновидом лужної корозії являється міжкристалічна корозія — каустична хрупкість металу, яка виникає у вальцювальних з’єднаннях під впливом високих механічних напруг за наявності високої лужності води. Запобігання лужній корозії досягається зменшенням агресивних властивостей води шляхом підтримки в ній в певному співвідношенні концентрації гідратної лужності і інших іонів.
14.6. Забруднення поверхонь нагріву
В процесі роботи котла виникає забруднення зовнішніх поверхонь нагріву. За умови Тг/Тпл<1 основна частина викидів за топкою знаходиться в твердому стані (Тг — температура газів, Тпл — температура плавлення золи). На екранах і ширмах топки, що працює на пиловидному твердому паливі, можливі відкладення шлаку. Ці відкладення утворюються при температурі газів на виході з топки вищої, ніж температура розм'якшення золи, а також у високотемпературних зонах топки при незадовільній аеродинамічній організації топкового процесу в тих випадках, коли розплавлені частинки золи, що не встигли охолодитися і затвердіти, накидаються потоком газів на стінки топок і труби екранів. Зазвичай шлакування починається в проміжках між екранними трубами, а також в застійних зонах і ділянках топки. Якщо температура топкового середовища в зоні утворення шлакових відкладень нижче температуру початку деформації золи t1, то зовнішній шар шлаку складається з отверділих частинок. При підвищенні температури зовнішній шар шлаку може оплавлятися, що сприяє налипанню нових частинок і прогресуючому шлакуванню. При температурі навколишнього середовища вище точки початку рідкоплавкого стану t3 зовнішній шар шлаку оплавлятиметься і подальших його наростань не буде, оскільки шлак буде стікати із стінок топки. У такому режимі працюють ошиновані екрани топок з рідким шлаковидаленням.
У економайзері утворюються рихлі, сипкі відкладення дрібних фракцій золи, причому зростання забруднюючого шару супроводжується руйнуванням його крупнішими частинками, внаслідок чого встановлюється динамічна рівновага і стан забруднюючого шару набуває постійного характеру.
Відкладення золи на конвекційних поверхнях нагріву утворюються в основному на кормових поверхнях труб, а при малих швидкостях потоку — і на лобових їх поверхнях. Крупніші частинки золи осідають на лобових поверхнях, дрібніші, огинаючи труби і потрапляючи у вихрову зону, осідають на кормових поверхнях.
Кількість відкладень на конвекційних поверхнях нагріву залежить від швидкості потоку продуктів згорання, геометричних характеристик поверхні нагріву і фізичних властивостей золи. Число зіткнень з трубами дрібних частинок збільшується прямо пропорційно швидкості потоку, а руйнувальна дія крупних частинок росте пропорційно кубу цієї швидкості. У результаті із збільшенням швидкості потоку динамічна рівновага між процесами осідання золи і руйнування осівшого її шару наступає при менших його розмірах. Суттєво впливають на забруднення труб їх діаметр, крок між трубами, а також порядок їх розташування — коридорний або шаховий. Зменшення діаметру труб і поздовжнього кроку в трубних шахових пучках значно зменшує їх забруднення. У коридорних пучках труб забруднення більше, ніж в шахових.
Зменшення розміру частинок золи підвищує забруднення конвективних поверхонь нагріву. Проте частинки з розміром менше 20 мкм практично не осідають на трубах. Крупні частинки золи надають руйнівний вплив на шар відкладень золи.
Внаслідок забруднення конвекційних поверхонь нагріву погіршуються умови теплопередачі і зростають їх аеродинамічні опори. В результаті підвищується температура відхідних газів, збільшуються втрати q2 і витрата електроенергії на тягу. Для нормальної і надійної роботи котлів необхідно поверхні нагріву підтримувати чистими.