Лекция 33. Устройства по очистке поверхностей нагрева.
Для эффективной, надежной и бесперебойной работы парогенератора необходимо, чтобы его поверхности оставались чистыми в продолжение всего периода эксплуатации агрегата. Наружные загрязнения труб за счет золовых отложений значительно ухудшают теплопередачу. Загрязнения уменьшают также живое сечение для прохода газов и увеличивают их скорость, что приводит к возрастанию гидравлического сопротивления газоходов и износу золой поверхностей нагрева. Шлакование в топке приводит к еще более неприятным последствиям: увеличению температур на выходе из топки, образованию больших трудноудаляемых шлаковых наростов. В районе пароперегревателя загрязнения могут иметь уплотненный характер и состоять из твердых частиц шлака. В области конвективных поверхностей загрязнения обычно рыхлые, легко поддающиеся удалению. Наконец, в области еще более низких температур газов, где может иметь место выпадение «росы», иногда образуются липкие отложения.
Крупные частицы золы оседают на лобовых частях труб конвективных поверхностей, более мелкие — огибают трубы и, попадая в вихревую зону за трубами, оседают на тыльных их частях. Загрязнения, достигнув определенной величины, зависящей от геометрических, аэродинамических и режимных факторов, а также физических свойств золы, в дальнейшем могут не увеличиваться, и новые частицы золы будут пролетать мимо загрязненных труб, не осаждаясь на них. Следовательно, абсолютная величина зольности топлива не влияет на величину загрязнений. Жидкое шлакоудаление может привести к увеличению загрязнений, так как здесь размеры частичек золы значительно уменьшаются и снижается ударный эффект самоочистки. При коридорном расположении труб в пучке загрязнения больше, чем при шахматном. Большую роль играют также физические свойства золы. Зола таких топлив, как АШ, сланцы, мазут, создает уплотненные трудноудаляемые отложения.
Удалить шлак или золу с поверхностей нагрева можно, используя: а) динамический напор обдувающей струи пара, воздуха или воды; б) термическое воздействие воды с низкой температурой на раскаленные шлаковые отложения; в) механические эффекты. В соответствии с этим существуют различные способы очистки поверхностей нагрева: 1) самообдувка; 2) обмывка водой; 3) воздушная обдувка
4) паровая или пароводяная обдувка; 5) вибрационная очистка; 6) дро-беочистка. В качестве аварийной меры применяют ручную оббив шлака.
Самообдувка имеет место в компактных малогабаритных пакетах с малыми наружными диаметрами трубок (см. рис. 1-8,а).
где — скорость на расстоянии ;
— скорость на выходе из сопла;
— выходной диаметр сопла.
Наибольшей дальнобойностью и наибольшим термическим эффектом, способствующим растрескиванию шлака, обладает струя холодной воды. Однако значительный термический эффект может привести к переохлаждению труб экранов, вызвать расстройство циркуляции и появление температурных напряжений, что в свою очередь может повлечь за собой повреждение металла труб и обмуровки топки.
Воздушная струя имеет более резкое снижение скорости. Кроме того, малый удельный вес воздуха создает незначительный динамический напор. Обдувка воздухом может быть эффективна только при больших давлениях воздуха — порядка . Перегретый и насыщенный пар при выходе из обдувочного сопла имеет небольшую влажность и близок к состоянию насыщения. Струя насыщенного пара имеет небольшую дальнобойность, однако при поддержании скоростей на выходе из сопла более , что имеет место при давлении
пара порядка , ее действие весьма эффективно.
Если в качестве обдувочного агента применять питательную или парогенераторную воду, которая при истечении из сопла образует пароводяную смесь с малым паросодержанием, эффект обдувки увеличивается за счет менее резкого падения скоростей и значительного удельного веса пароводяной смеси. Наличие капелек влаги в струе у загрязненной поверхности способствует лучшей очистке вследствие термического и механического воздействия воды.
Для экранных поверхностей нагрева, а также для фестонов и ширм наиболее эффективна паровая и пароводяная обдувка. Для конвективных пароперегревателей применяется паровая обдувка, хотя она здесь менее эффективна. Наросты золы на лобовых и тыльных частях труб сдуваются обдувочными струями плохо, так как струи имеют направление, совпадающее с направлением движения газов. Для вертикальных конвективных пароперегревателей и ширм находит применение вибрационная очистка.
Конвективные поверхности нагрева, расположенные в вертикальном газоходе, невозможно хорошо очистить с помощью обдувки. Наросты на трубах, особенно при многорядных шахматных пучках, недоступны для струй. Кроме того, сдуваемые куски наружных загрязнений могут забивать задние ряды труб экономайзеров и трубные доски воздухоподогревателей. Наиболее эффективным средством очистки конвективных поверхностей (кроме регенеративных воздухоподогревателей) в настоящее время считают очистку дробью, а для регенеративных воздухоподогревателей— паровую обдувку и водяную обмывку. Дополнительное преимущество дробевой очистки заключается в том, что она не ограничена глубиной газохода, что очень важно для современных мощных парогенераторов.