14.7. Очищення зовнішніх поверхонь нагріву від забруднень

В процесі експлуатації котла для очищення екранних поверхонь нагріву застосовують парове і пароводяне їх обдування, а також вібраційне очищення. Для конвекційних поверхонь нагріву використовують парове і пароводяне обдування, вібраційне, дробове і акустичне очищення або самообдування. Найбільше розповсюдження мають парове обдування і дробове очищення. Для ширм і вертикальних пароперегрівачів найбільш ефективним є вібраційне очищення. Радикальним є застосування поверхонь нагріву, що самообдуваються, з малим діаметром і кроком труб, при яких поверхні нагріву безперервно підтримуються чистими. Ефективність очищення поверхонь нагріву за допомогою вказаних пристроїв визначається коефіцієнтом зміни аеродинамічного опору газового тракту котла

,

(14.5)

і зміни його теплової потужності

,

(14.6)

де — збільшення опору газового тракту котла, Па; — зменшення теплової потужності котла, кВт; — період між очищеннями, год. Збільшення коефіцієнтів і вказує на необхідність зменшення періоду часу між очищеннями.

Парове обдування. Очищення поверхонь нагріву від забруднення може здійснюватись за рахунок динамічної дії струменів води, пари, пароводяної суміші або повітря. Дієвість струменів визначається їх далекобійністю.

Найбільшою далекобійністю і термічним ефектом, сприяючим розтріскуванню шлаку, володіє струмінь води. Проте обдування водою може викликати переохолодження труб екранів і пошкодження їх металу.

Повітряний струмінь має різке зниження швидкості, створює невеликий динамічний натиск і ефективний тільки при тиску не менше 4 МПа. Застосування повітряної продувки обтяжено необхідністю установки компресорів високої продуктивності і тиску.

Найбільш поширене обдування із застосуванням насиченої і перегрітої пари. Струмінь пари має невелику далекобійність, але при тиску більше 3 МПа її дія достатньо ефективна. Тиск пари що використовується для обдуву, визначається за формулою, Па

,

(14.7)

де — осьова швидкість і питомий об'єм обдувочного середовища на відстані l від сопла. При тиску пари 4 МПа перед обдувочним апаратом тиск струменя на відстані приблизно 3 м від сопла складає більше 2000 Па.

Для видалення відкладень з поверхні нагріву тиск струменя повинен складати приблизно 200—250 Па для рихлих золових відкладень;. 400—500 Па для ущільнених золових відкладень; 2000 Па для оплавлених шлакових відкладень

Пристрій для парового обдування топкових екранів показаний на рис14.3. В якості обдуваючого агента в цьому пристрої і апаратах аналогічної конструкції можна використовувати пару при тиску до 4 МПа і температурі до 400°С. Пристрій складається з обдувочної труби для підведення пари і механізму приводу. На початку обдування здійснюється поступальний рух обдувочної труби. Коли соплова голівка потрапляє в топку, труба починає обертатися. В цей час відкривається автоматично паровий клапан і пара поступає до двох діаметрально розташованих сопел. Після закінчення обдування електродвигун перемикається на зворотний хід і соплова голівка повертається в початкове положення, що оберігає її від надмірного нагріву. Зона дії обдувочного апарату до 2,5 м, а глибина заходу в топку до 8 м. На стінках топки обдувочні пристрої розміщуються так, щоб зона їх дії охоплювала всю поверхню екранів.

Обдувочні пристрої для конвекційних поверхонь нагріву мають багатосоплову трубу, не висуваються з газоходу і лише обертаються. Кількість сопел, розташованих з двох сторін обдувочної труби, відповідає числу труб у ряді обдуваємої поверхні нагріву.

Пароводяне обдування. Робочим агентом обдувочного пристрою служить живильна вода. Пристрій являє собою сопла, встановлені між трубами екранів. Вода в сопла подається під тиском, і в результаті падіння тиску при проходженні через сопла з неї утворюється пароводяний струмінь, направлений на протилежно розташовані ділянки екранів, фестонів, ширм. Велика щільність пароводяної суміші і наявність недовипаровуваної в струмені води надають ефективну руйнуючу дію на відкладення шлаку, який віддаляється в нижню частину топки.

Вібраційне очищення. Вібраційне очищення засноване на тому, що при коливанні труб з великою частотою порушується зчеплення відкладень з металом поверхні нагріву. Найбільш ефективне вібраційне очищення вільно підвішених вертикальних труб — ширм і пароперегрівачів. Для вібраційного очищення переважно застосовують електромагнітні вібратори (рис. 14.4). Труби пароперегрівачів і ширм прикріплюють до тяги, яка виходить за межі обмурівки і з'єднується з вібратором. Тяга охолоджується водою, і місце її проходу через обмурівку ущільнене. Електромагнітний вібратор складається з корпусу з якорем і каркаса з сердечником, закріплених пружинами. Вібрація труб, що очищаються, здійснюється за рахунок ударів по тязі з частотою 3000 ударів в хвилину, амплітуда коливань 0,3—0,4 мм.

Д

Рис. 14.3. Апарат для парового обдування екранів

1 – електродвигун; 2 – редуктор; 3 – корпус; 4 – шпиндель; 5 – механізм, важеля; 6 – клапан; 7 – соплова головка з двома соплами; 8 – центральна нерухома труба; 9 – направляюча; 10 – сальник; 11 – рукоятка.

Рис. 14.4. Вібраційний пристрій для очищення вертикальних труб

а) – вигляд збоку; б) – сполучення віброштанги з трубами, що обігріваються, — вигляд зверху; 1 – вібратор; 2 – плита; 3 – трос; 4 – противага; 5 – віброштанга; 6 – ущільнення проходу штанги через обмурівку; 7 – труба

робоочистка. Дробоочистка застосовується для очищення конвекційних поверхонь нагріву за наявності на них ущільнених і зв'язаних відкладень. Очищення відбувається в результаті використання кінетичної енергії падаючих чавунних дробинок на поверхні, що очищаються, діаметром 3—5 мм. У верхній частині конвекційної шахти котла поміщаються розкидачі, які рівномірно розподіляють дріб по перетину газоходу. При падінні дріб збиває золу, що осіла на трубах, а потім разом з нею збирається в бункерах, розташованих під шахтою. З бункерів дріб разом із золою потрапляє в збірний бункер, з якого живильник подає їх в трубопровід, де зола з дробом підхоплюється повітрям і виноситься в дробоуловлювач, з якого дріб по рукавах знов подається в розкидачі, а повітря разом з частинками золи прямує в циклон, де відбувається їх поділ. З циклону повітря скидається в газохід перед димососом, а зола, що осіла в циклоні, віддаляється в систему золовидалення котельної установки.

Імпульсне очищення. Заснована на ударній дії хвилі газів. Пристрій для імпульсного очищення являє собою камеру, внутрішня порожнина якої з’єднана з газоходами котла, в яких розташовані конвекційні поверхні нагріву. У камеру горіння періодично подається суміш горючих газів з окислювачем, яка займається іскрою. При вибуху суміші в камері підвищується тиск і хвилі газів, що утворюються, очищають поверхні нагріву від забруднень.

Питання для самоперевірки

1. Знос труб котла.

2. Високотемпературна і низьконапірна корозія зовнішніх поверхонь нагріву котла, способи захисту.

3. Корозія внутрішніх поверхонь нагріву котла.

4. Зовнішнє забруднення поверхонь нагріву котла. Способи очищення і їх ефективність.