книги из ГПНТБ / Мейкляр, М. В. Паровые котлы электростанций [учеб. пособие]

Коррозия воздухоподогревателей замедляется при присадке в топливо (мазут) щелочей, нейтрализующих серную кислоту.

Интенсивная коррозия регенеративного воздухоподо­ гревателя происходит в периоды остановок котла, когда в остывающих роторах конденсируется водяной пар и серная кислота. Такая «остановочная» коррозия умень­ шается при подаче щелочи в роторы остывающего возду­ хоподогревателя.

Коррозия значительно уменьшается, если горение то­ плива происходит при малом избытке воздуха, вследст­ вие чего содержащаяся в топливе сера сгорает только в сернистый ангидрид (рис. 12-2,г). Необходимость под­ держания в топке минимального избытка воздуха при сжигании мазута отмечена в [Л. 1].

Занос поверхностей нагрева летучей золой. Забивание летучей золой поверхностей нагрева экономайзера и воз­ духоподогревателя иногда вызывается вытеканием воды из поврежденных змеевиков. Мокрая зола оседает в га­ зоходе в виде плотной массы, которая в дальнейшем спо­ собствует росту отложений. При остановке котла и устранении пропуска воды необходимо одновременно очистить трубы, забитые золой.

Через занесенные золой трубы трубчатого воздухо­ подогревателя не проходят дымовые газы, но снаружи эти трубы продолжают омываться воздухом. Нагреваясь до меньшей температуры, они меньше удлиняются от на­ гревания, чем остальные трубы, и отрываются от труб­ ных досок в месте сварки. Проверяя состояние воздухо­ подогревателя, можно убедиться, что разрыв сварных швов происходит преимущественно у труб, забитых лету­ чей золой.

У котла производительностью 170 т/ч большое количество золы отлагалось в экономайзере. Эта зола препятствовала охлаждению дымовых газов, которые выходили из экономайзера с температурой более 600 °С, т. е. примерно на 100 °С выше расчетного значения. Соответственно возрос подогрев горячего воздуха, доходивший вместо 400 до 460—470 °С. В этих условиях верхняя трубная доска коробилась и часть труб от нее отрывалась. Повреждения прекра­ тились, когда стали периодически очищать экономайзер от летучей золы.

Наиболее быстро заносятся летучей золой поверхно­ сти нагрева котлов при сжигании антрацита, что объяс­ няется тем, что антрацит размалывают до более тонкого помола, чем другие топлива.

230

Отложение летучей золы предотвращается следующи­ ми мероприятиями.

1.Нужно правильно и надежно закреплять змеевики экономайзера (а также змеевики пароперегревателя и переходной зоны), чтобы избежать их слишком близкого расположения друг к другу. Зола отлагается прежде все­ го там, где змеевики находятся на малом расстоянии или соприкасаются между собой (рис. 12-7).

2.Нельзя оставлять в газоходах посторонние предме­ ты, которые могут быть очагом отложения летучей золы. Так, например, труба воздухоподогревателя полностью забивается золой, если внутри трубы застревает кусок кирпича.

3.Котлы дожны работать при режиме, при котором отложение летучей золы наименьшее. Например, при сжигании антрацита нельзя допускать чрезмерного уто­ нения помола, а при работе на ма­ зуте необходимо обеспечить его пол­ ное сгорание во избежание отложе­ ния на трубах липкой мазутной сажи.

4.Регулярно по установленному

число котлов с температурой уходя­ щих газов 160—180 °С. В последую­

щие годы у многих мазутных котлов предусматривалось повышенное до 145—150°С значение этой температуры с целью уменьшения интенсивности газовой коррозии выходной части воздухоподогревателя.

Снижение температуры уходящих газов на 15—20 °С может обеспечить повышение экономичности всей элек-

)

231

тростанции до 1%'. Поэтому на многих электростанциях наращивают последние по ходу газов поверхности на­ грева. Целесообразность таких мероприятий возрастает после того, как удается добиться сокращения скорости коррозии воздухоподогревателя. Эффективность рекон­ струкции котлов нужно в каждом отдельном случае про­ верять подробными расчетами.

12-5. Золоулавливающие устройства

При сжигании пылевидного топлива 70—95% содер­ жащейся в нем золы выносится дымовыми газами из котла. Эта зола может быстро износить крыльчатки ды­ мососов, а выходя через дымовую трубу, загрязняет ат­ мосферу. Для вывода золы из потока уходящих газов эти газы подвергаются очистке в золоулавливающих устройствах. Наибольшее распространение получили сле­ дующие типы золоуловителей.

а) Б а т а р е й н ы е ц и к л о н ы (рис. 12-8), состоящие из установленных рядами циклонных элементов малого диаметра. Газы, войдя в циклонные элементы, завихряются. Благодаря центробежной силе зола отделяется от газового потока и собирается в золовом бункере. Очи­ щенные газы выходят вверх через центральные трубы.

Для нормальной работы батарейных циклонов необ­ ходимо отсутствие подсоса наружного воздуха через золовой бункер. Под этим бункером ставят водяной за­ твор на пути удаления уловленной золы.

Правильно установленные батарейные циклоны улав­

собой вертикальные цилиндрические аппараты большого диаметра. Дымовые газы подаются через горизонталь­ ный патрубок в нижнюю часть скруббера по касательной к его цилиндрической поверхности. Проходя через оро­ шаемую водой решетку из горизонтальных стальных прутьев, газы уже на входе в скруббер очищаются от большей части золы.

Дальнейшая очистка производится при вихревом дви­ жении газов внутри скруббера, в верхнюю часть которо­ го через сопла подается вода, стекающая тонким слоем по его вертикальным стенам. Частицы золы отбрасыва­ ются центробежной силой к стенкам скруббера и улавли-

232

баются слоем воды (рис. І2-9). Эффективность скруббе­ ров значительно выше, чем батарейных циклонов, в них улавливается 80—00% золы.

Если в дымовых газах содержатся продукты сгора­ ния серы, то возникает опасность разъедания золоспуск­ ных устройств слабой серной кислотой, образующейся в скрубберах. В таких случаях выходящую из скруббе­ ров воду приходится нейтрализовать щелочью.

Постепенное отложение золы во входном патрубке скруббера может быть вызвано недостаточным орошени­ ем золоулавливающей решетки. Ее периодическую очист­ ку производят струей воды давлением 2,5 кгс/см2, пода­ ваемой через смывные сопла.

в) Э л е к т р о ф и л ь т р ы , в которых зола под воздей­ ствием электрического поля улавливается на осадитель­ ных электродах, а затем встряхивающими 'механизмами

233

сбрасывается в эоловой бункер. Электрофильтры улавли­ вают свыше 90—95% золы, содержащейся в дымовых газах, имеют небольшое, порядка 20—30 мм вод. ст., сопротивление; их недостатками являются большие га­ бариты и высокая стоимость.

Электрофильтры обычно устанавливают на тех элек­ тростанциях, где очистка газов должна быть особенно тщательной.

13-1. Устройство вентиляторов и регулирование их производительности

Для перемещения воздуха и дымовых газов котлы докритичеекого давления оборудуют центробежными маши­ нами. Во всех этих машинах (вентиляторах) воздух или дымовые газы поступают в центральную часть ротора или крыльчатки (рис. 13-1). Ротор вращается с большой скоростью. По его окружности расположены плоские или обращенные вогнутостью вперед лопатки, которые, уда­ ряясь о находящийся перед ними воздух (или дымовые газы), выбрасывают его наружу. Выйдя из ротора, воз­ дух (или газы) попадают в расширяющуюся полость между ротором и кожухом вентилятора, которая закан­ чивается выходным патрубком.

Чем с большей силой ударяются лопатки о воздух или

нием скорости вращения ротора напор увеличивается почти пропорционально квадрату числа его оборотов.

Создаваемый вентилятором напор затрачивается на преодоление сопротивления при движении воздуха или газов. Важно отметить, что потеря напора на трение ды­ мовых газов или воздуха пропорциональна квадрату их

234

Иногда воздух или дымовые газы ошибочно завихряют в направляющем аппарате в сторону, обратную на­ правлению вращения ротора. Тогда во внутренней части крыльчатки газовый или воздушный поток должен резко поворачиваться, на что тратится значительная часть со­ здаваемого вентилятором напора. Соответственно снижа­ ются показатели работы вентилятора (рис. 13-1,6).

Влияние начального закручивания газов на работу дымососа особенно ярко ощущалось на электростанции, где были пущены в работу пять котлов производительностью по 200 т/ч. На первых трех котлах дымососы работали удовлетворительно. На следующих котлах сочли более удобным шиберы на всасывающей стороне ды­ мососов сделать поворачивающимися в другую сторону. При пуске этих котлов электродвигатели дымососов несли полную нагрузку уже тогда, когда шиберы были открыты на 20°, т. е. при низкой производительности дымососов. Недостаточная тяга ограничивала нагрузку котлов.

Причины плохой работы долго не могли найти. Неправильное положение шиберов было выявлено лишь тогда, когда решили для облегчения обслуживания одного из первых котлов поставить ди­ станционное управление шиберами от пола котельной. В связи с этим шиберы повернули в другую сторону и после пуска котла обнару­ жили резкое ухудшение его тяги: вместо 200 т/ч нагрузку нельзя было поднять выше ПО т/ч (рис. 13-2).

Конечно после этого шиберы были исправлены на всех осталь­ ных котлах.

Направляющим аппаратом можно плавно и с требуе­ мой точностью регулировать работу машины. Особенно важно то, что направляющий аппарат дает возможность значительно уменьшить расход электроэнергии на рабо­ ту вентилятора при снижении его производительности, что способствует уменьшению расхода электроэнергии на собственные нужды котельной.

Р и с . 13-2. В л и я н и е н а п р а в л е н и я отк р ы ти я н а п р а в л я ю щ и х ш и б е р о в на

ра б о т у д ы м о с о с а .

а— правильное положение шиберов; 6 — неправильное положение шиберов.

236

Рис. 13-3. Схема осевого дымососа ДОД-31,5 для котлов энергобло­ ков мощностью 300 МВт и больше.

трубка поступают в цилиндрический корпус, в котором со скоростью 490 об/мин вращаются два рабочих колеса с радиально установленными лопатками. Перед каждым рабочим колесом находятся прикрепленные к корпусу ло­ патки направляющего апарата. На напорной стороне ды­ мососа скорость дымовых газов снижается в диффузоре.

На рис. 13-4,а показано, как внутри вентилятора цент­ робежная сила отбрасывает воздух к наружной стенке. В выходном патрубке движение воздуха неравномерно. По мере удаления от вентилятора воздушный поток вы­ равнивается.

Поворот воздуха за вентилятором лучше делать так, чтобы движущийся с большей скоростью воздух прошел на повороте более длинный путь, т. е. направление пово­ рота воздуха сделать одинаковым с направлением вра­ щения ротора. Чем ближе от вентилятора осуществлен неправильный поворот, тем больше в нем непроизводи­ тельная потеря напора.

На одном из заводов был закончен монтаж небольшого котла, имеющего один дымосос н один дутьевой вентилятор. Котел рас­ топили на естественной тяге, но поднять нагрузку не смогли, так как пущенный дымосос не давал почти никакого разрежения. Уста­ новка ротора была произведена правильно, все шиберы были пол-

237

Рис. 13-4. Различные конструкции напорного воздуховода за дутье­ вым вентилятором.

а — правильная конструкция; б — уступ в выходном патрубке, создающий вредное завихрение воздуха и большую потерю напора; в — неправильный по­ ворот воздуха до его выравнивания в выходном воздухопроводе.

ностью открыты, электродвигатель дымососа также был в полном порядке. Наконец, обратили внимание на отрезки швеллера, прива­ ренные поперек сечения газохода в нагнетательном и всасывающем патрубках дымососа. Эти куски швеллера установили для придания большей жесткости кожуху дымососа, который при пробном пуске слегка вибрировал. Предполагалось, что отрезки швеллера, занимая лишь небольшую часть газохода, не принесут большого вреда. В действительности они перерезали газовый поток в зоне наибольшей ■скорости и создали настолько большие завихрения, что производи­ тельность дымососа снизилась почти до нуля.

Неровности, искривления и уступы в выходном пат­ рубке вентилятора вредны, главным образом, потому, что они становятся очагами добавочных завихрений, которые увеличивают потерю напора на трение. Чем больше ско­ рость воздушного или газового потока, тем больше поте­ ри напора из-за этих причин.

Из трех установленных на электростанции одинаковых котлов производительностью по 220 т/ч два котла могли нести полную нагрузку с первых дней эксплуатации, но у третьего котла дутьевые вентиляторы обеспечивали повышение нагрузки только до 190 т/ч. У всех котлов дутьевые вентиляторы были одинаковы. Газовый анализ подтвердил, что на третьем котле отсутствует утечка воз­ духа в дымовые газы в трубчатом воздухоподогревателе.

При подробном обследовании работники электростанции обрати­ ли внимание на неправильную форму выходного патрубка одного из вентиляторов. Сделав ошибочно при монтаже котла укороченный короб между обеими машинами, монтажники приварили к этому коробу искривленный переходной участок, резко тормозивщий роз-

236

Душный поток в месте, где он имел максимальную скорость

(рис. 13-4,6).

Котел стал работать с полной нагрузкой после переделки, лик-

*видировавшей чрезмерную потерю напора на выходе воздуха из дутьевого вентилятора.

13-2. Тяго-дутьевая установка котла

Размещение оборудования. Обычно крупные котлы оборудуются двумя включенными параллельно дутьевы­ ми вентиляторами и двумя дымососами (на рис. 13-5 изо­ бражено по одному из них). Необходимый для горения воздух засасывается из верхней части котельной, где его температура выше, чем перед вентиляторами.

У пылеугольных котлов часть горячего воздуха отво­ дится в углеразмольные мельницы. На рис. 13-5 показан газомазутный котел, у которого в горелки направляется весь горячий воздух (кроме небольшого его количества, подаваемого для предварительного подогрева холодного воздуха, чтобы уменьшить интенсивность коррозии воз­ духоподогревателя).

3 9 7

Рис. 13-5. Схема движения дымовых газов и воздуха в котельной установке.

239