2.10. Устройства для наружной очистки поверхностей нагрева

Для наружной очистки поверхностей нагрева от летучей сажи и золы применяются обдувочные аппараты различной конструкции.

Очистка радиационных поверхностей нагрева и вертикальных трубных пакетов пы-леугольных котлоагрегатов производится перегретым паром (см. рис. 38) с давлением от 1,25 до 3,9 МПа (13–40 кгс/см²) и температурой 350 °С или сжатым воздухом с таким же давлением. Очистка перегретым паром, как более экономичная, применяется чаще.

Аппарат для паровой обдувки топочных экранов показан на рис. 38. Аппарат состоит из обдувочной трубы для подвода пара и механизма привода. Вначале обдувочной трубе сообщается поступательное движение. Когда сопловая головка двигается в топку, труба начинает вращаться. В это время открывается автоматически паровой клапан и пар посту­пает к двум диаметрально расположенным соплам. После окончания обдувки электродви­гатель переключается на обратный ход и сопловая головка возвращается в исходное по­ложение, что предохраняет ее от чрезмерного нагрева.

Для обдувки радиационных поверхностей нагрева применяют маловыдвижные обду-вочные аппараты с радиусом действия до 3 м. На каждой стене топочной камеры мощного котлоагрегата устанавливается несколько десятков обдувочных аппаратов. Поочередный пуск их в работу производится автоматически с пульта управления.

Для обдувки вертикальных трубных пакетов, расположенных по всей ширине газо­хода, применяются глубоковыдвижные обдувочные аппараты.

Очистку горизонтальных трубных пакетов и ВЗП в конвективной шахте обычно производят стальной дробью диаметром 3–7 мм, и ВЗП которую разбрасывают в верхней части вертикального газохода. Дробь, падая, увлекает за собой осевшую на трубах лету­чую золу и сажу. В нижней части газохода дробь собирается в бункер, а большая часть золы и сажи захватывается потоком дымовых газов и удаляется из котлоагрегата (рис. 39).

Паровой или воздушный инжектор, установленный внизу, создает поток, который поднимает по трубам дробь на верх котлоагрегата – в дробеуловитель, где дробь отделя­ется от воздуха или пара и снова направляется в газоход.

Очистка регенеративных воздухоподогревателей производится паровой обдувкой во время работы и обмывкой водой при остановах.

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛА ЭЛЕМЕНТОВ КОТЛА

В результате физико-химических процессов, возникаю­щих при взаимодействии металла с омывающей его средой, может возникать процесс разрушения металла, который называют коррозией. Если коррозионный процесс сопровождается протеканием электрического тока, его называют электрохимической коррозией. Сущность электрохимической коррозии состоит в том, что при соприкосновении металла с электролитами создаются условия для возникновения на поверхности обратимых и необратимых электродов, разность потенциалов которых и обусловливает наличие коррозионного тока. Если процесс коррозии подчиняется законам химических гетерогенных реакций и при этом не возникает электрический ток, его называют химической коррозией. Для условий работы металла поверхностей нагрева при относительно высокой их температуре характер­на электрохимическая коррозия.

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ КОРРОЗИЯ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

В результате воздействия продуктов сгорания высокой температуры на поверхности металла образуется оксидная пленка. При высокой температуре металла процесс обра­зования окалины усиливается. Наиболее интенсивная вы­сокотемпературная коррозия имеет место при наличии сер­нистых соединений в продуктах сгорания. В области высо­ких температур газов при соприкосновении газов с горячи­ми поверхностями нагрева имеет место образование S0₃ из S0₂ при наличии локальных избытков кислорода. В ча­стности, нагретый до высокой температуры металл паропе­регревателя служит катализатором окисления S0₂ в S0₃ при этом наибольшую каталитическую активность имеет пленка окалины Fe₂0₃. Каталитическое воздействие на об­разование S0₃ оказывает также слой золы при температу­ре примерно 600 °С. При наличии оксидов серы в газах про­исходит соединение их со щелочными компонентами золы и образование сульфитов, которые разрушающе действуют на защитную пленку окалины.

Трубки выходных ступеней пароперегревателей наиболее подвержены газовой коррозии. Повреждение трубок пароперегревателей вызывается окислением S0₂ в S0₃ и образованием при этом сульфидных оксидов железа на поверхности труб, разрушающе действующих на защитную пленку окалины.

Наличие в золе топлива оксида ванадия V₂O₅ также усиливает газовую высокотемпературную коррозию вслед­ствие растворяющего ее действия на защитные пленки ока­лины. В частности, в минеральных примесях мазута оксид ванадия достигает 70 % в пересчете на V₂0₅. Обычно ва­надиевая высокотемпературная коррозия наблюдается на трубках пароперегревателя котлов высокого и сверхвысо­кого давления и на поверхности стальных неохлаждаемых деталей, находящихся в области высоких температур газов. Опасность ванадиевой коррозии может быть снижена путем увеличения скорости газового потока и мероприятиями по уменьшению отложения золы, защитой трубок, на­пример, графитовыми покрытиями.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ КОРРОЗИЯ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

Низкотемпературная коррозия возникает при конденса­ции на поверхности нагрева водяных паров и образовании жидкой пленки, являющейся электролитом. Конденсация водяных паров возникает при температуре поверхности на­грева ниже точки росы, которая определяется парциальным давлением водяных паров в продуктах сгорания, увеличи­вающимся с повышением влажности топлива и содержания в нем водорода. Например, точка росы в продуктах сгора­ния АШ равна 27—28°С, бурых углей 45—55 °С, мазута 44—45°С и природного газа 54—55°С. Наличие в продук­тах сгорания S0₂ и S0₃ повышает температуру точки ро­сы до 100—110°С.

Для особо сернистых топлив температура точки росы по­вышается до 150°С. При наличии водяных паров и серни­стых соединений в продуктах сгорания образуется парооб­разная система Н₂0—H₂S0₄.

Конденсация чистых водяных паров при температуре поверхности ниже точки росы при отсутствии содержания в газах сернистых соединений может вызывать кислород­ную коррозию в воздухоподогревателе, расположенном в области низких температур, и в результате привести к сквозному разъеданию труб и перетеканию воздуха в га­зовую среду. Наличие в газах сернистых соединений и кон­денсация на поверхностях нагрева жидкой пленки, содер­жащей H₂S0₄, активизируют коррозию.

Наиболее активно низкотемпературная коррозия прояв­ляется в воздухоподогревателях, в которых имеют место наиболее низкие температуры греющего и нагреваемого теплоносителей. Температура стенки трубы воздухоподо­гревателя, °С, исходя из баланса теплоты внутренней и внешней ее поверхности, определяется по формуле

Из выражения (25.5) следует, что t_cт может быть получена выше температуры точки росы за счет увеличения тем­пературы воздуха, поступающего в воздухоподогреватель, и уменьшения α_В Уменьшение α_В, которое возможно за счет снижения скорости воздуха, связано с увеличением необходимой площади поверхности нагрева, а при загрязнении внутренней поверхности труб уносом не повышает t_CT и по­этому нецелесообразно. Широко применяемым методом предотвращения коррозии воздухоподогревателя является повышение температуры поступающего в него воздуха обычно путем рециркуляции горячего воздуха в воздухо­подогревателе или предварительного подогрева воздуха в паровых или эл. подогревателях.

На рис. 25.4 показаны схемы повышения температуры поступающего в воздухоподогреватель воздуха путем ре-

циркуляции горячего воздуха. Рециркуляция воздуха сни­жает температурный напор в воздухоподогревателе, повы­шает температуру уходящих газов и расход электроэнергии на дутье. При применении отдельного вентилятора для ре­циркуляции воздуха загрузка вентилятора остается неиз­менной и расход электроэнергии на рециркуляцию воздуха несколько уменьшается.

На рис. 25.4, в показана схема подогрева воздуха, по­ступающего в воздухоподогреватель в паровом подогрева­теле. Подогреватель устанавливается между напорной стороной дутьевого вентилятора и входной ступенью возду­хоподогревателя. Он представляет собой трубчатый тепло­обменник, внутри труб которого проходит отработавший пар турбины при температуре около 120°С. Снаружи трубы омываются потоком воздуха. В этом случае расход элек­троэнергии на дутье меньше, чем при применении рецирку­ляции, а использование отработавшего пара на подогрев воздуха несколько повышает регенерацию и за счет этого экономичность электростанции. Паровой подогрев воздуха при пропуске постоянного количества пара через подогре­ватель обеспечивает более высокий подогрев воздуха при пусках и остановках котла, что уменьшает коррозию воз­духоподогревателя и при этих режимах. В некоторых уста­новках подогрев воздуха в паровых калориферах осуществляют за счет пара низкого давления, получаемого в га­зовых испарителях, установленных за котлом.

Для исключения низкотемпературной коррозии в пер­вом ходе воздухоподогревателя возможно применение в нем эмалированных трубок или изготовление их из некорродирующих материалов. В котлах, работающих на сернистых мазутах, присадка доломита к мазуту, применяемая для предотвращения высокотемпературной коррозии, также снижает и низкотемпературную коррозию в экономайзерах и воздухоподогревателях.

40