Cтраница 2
Поскольку по ходу газов в парогенераторе меняются такие параметры, ак температура продуктов сгорания, скорость газов, концентрация кислорода я физико-химические свойства золы, то по ходу газов изменяются также характер и свойства образующих на поверхностях нагрева золовых отложений. Так, например, при сжигании эстонских сланцев в парогенераторе с сухим шлакоудалением на экранных трубах тотаки могут образовываться связанно-шлаковые отложения, а на трубах водяного экономайзера - сыпучие или связанные отложения золы Ч Загрязнение труб поверхностей нагрева начинается с образования первоначального слоя золовых отложений, который является связывающим звеном между металлом и остальными отложениями. Возникновение первоначального слоя отложений является первым этапом в процессах развития отдельных слоев золовых отложений. Если в топочном процессе образующаяся зола химически инертна по отношению К металлу, то ее частицы связываются с поверхностью механически. В более сложном случае, когда происходит химическое взаимодействие частиц золы и продуктов сгорания топлива с металлом, то сразу же после соприкосновения частиц с поверхностью появляются химические связи и возникающий слой отложений прочно связывается с поверхностью трубы. [16]
![]() |
Зависимость R от т парогенератора ТП-17. [17] |
По измеренным тепловосприятиям измерительного ребра и толщине плотных отложений были рассчитаны приближенные коэффициенты теплопроводности этих отложений. Коэффициент теплопроводности плотных отложений по ходу газов уменьшается. Таким образом, можно предположить, что связанно-шлаковые отложения имеют более высокий коэффициент теплопроводности, чем связанные отложения. Это, вероятно, вызвано высоким содержанием в первых железа. [18]
Прямоточный парогенератор ПК-38 паропроизводительностью 75 кг / с ( 270 т / ч) ( давление перегретого пара-13 8 МПа и температура - 570 / 570 С) с прямым вдуванием пылевоздушной смеси в топку предназначен для блоков мощностью 150 МВт. Эти трудности были в основном связаны с сильным загрязнением связанными и связанно-шлаковыми отложениями экранных и конвективных поверхностей нагрева. [19]
Со снижением интенсивности излучения факела роль жидких и размягченных частиц с высоким содержанием железа в процессе образования плотных золовых отложений снижается и на поверхностях нагрева начинают преобладать вместо связанно-шлаковых связанные отложения. Со снижением дэп в отложениях также снижается доля сульфата кальция, образовавшегося на базе сульфида железа, поскольку количество сульфидной серы в продуктах сгорания со снижением 7ЭП также снижается. Таким образом, в тех частях топки, где интенсивность излучения факела невелика, отсутствуют условия возникновения связанно-шлаковых отложений и главными причинами высокого содержания CaSO4 и K2SO4 в них являются прямая сульфатизация свободной окиси кальция и конденсация паров сульфата калия на поверхности отложений. [20]
![]() |
Виды на первоначальные отложения [ Л. 195 ]. [21] |
Связанные отложения ( рис. 7 - 16 б) имеют светло-коричневый цвет с желтым или розовым оттенком. Частицы вначале сцепляются друг с другом, образуя на поверхности своеобразную корку, которая со временем связывается с поверхностью металла посредством окисей, проникающих иногда сквозь слой отложений. Над связанными отложениями могут также образоваться иглообразные строения с более мелкой структурой, чем это происходит при образовании связанно-шлаковых отложений. [22]
На поверхностях нагрева пылесланцевых парогенераторов с сухим шлакоудалением можно встретить как связанные, так и связанно-шлаковые отложения. Связанно-шлаковые отложения образуются в зонах высоких температур газов, где определенное количество частиц золы находится в жидком или размягченном виде. В участках с умеренной температурой газов, где частицы золы находятся в твердом состоянии, образуются связанные отложения. В условиях образования связанно-шлаковых отложений скорость загрязнения поверхности нагрева наиболее интенсивна. [23]
Эти расчеты справедливы тогда, когда скорости продуктов сгорания в топочной камере малы я отсутствуют турбулентные потоки. В действительности же, как показали исследования топочных камер, проведенные в Таллинском политехническом институте, всегда существует вектор скорости, направленный перпендикулярно к экранным трубам. Кроме того, первоначальные отложения на экранных трубах содержат в большом количестве частицы, размеры которых во много раз превышают предельно возможный размер частиц, переносимых на поверхность силами термофореза. Это особенно касается процесса образования связанно-шлаковых отложений. Также необходимо отметить, что процессы массопереноса в топочной камере кроме числа Рейнольдса, который рассчитывается по линейному размеру поперечного сечения топки, существенно зависят также от конструкции, расположения горелок и др. Поэтому можно предположить, что большую роль при переносе частиц золы из топочного пространства на экранные трубы играют также инерционные силы и силы турбулентных пульсаций. [24]
Отрицательное влияние низкой концентрации кислорода в продуктах сгорания и существования восстановительных зон выражается в следующем. Со снижением концентрации кислорода в продуктах сгорания затягивается процесс окисления соединений серы и могут возникнуть условия, когда сера совместно с газами выносится из топки в виде сульфидных соединений. Следовательно, со снижением концентрации кислорода увеличивается вероятность появления низкоплавких эвтектических смесей FeS-FeO, FeS-Fe и других, что способствует интенсификации загрязнения как экранных, так и конвективных поверхностей нагрева. Общеизвестно, что в востановительной среде из-за образования FeO температура плавления золы ниже, чем в окислительной. Это в свою очередь способствует возникновению связанно-шлаковых отложений. [25]
Такое обогащение может происходить при нанесении на поверхность одновременно частиц золы в твердом, жидком и пластическом состояниях. Осевшие на поверхности частицы в жидком и пластическом виде окружаются мелкодисперсными частицами окиси кальция, сульфата калия и других соединений. В ходе сульфатизации окиси кальция и окисления сульфидов богатые железом частицы внедряются в монолитный слой. Поскольку эти данные относятся к отдельным фракциям пыли, то представляется возможным, что некоторые части подфракций золы могут иметь температуру плавления еще ниже. Температура газов на расстоянии 0 2 м от плоскости экранов при интенсивности излучения факела ( на плоскости экранов) 7ЭП250 кВт / м2 равна примерно 1250 С, а при эп-180 кВт / м2 - 1100 С. Эти данные показывают, что образование на экранных трубах плотных связанно-шлаковых отложений, начиная от 7ЭП150 - 200 кВт / м2, вполне возможно. [26]
Находящиеся в продуктах сгорания сульфаты и хлориды щелочных металлов конденсируются из потока на относительно холодные поверхности нагрева. Интенсивность процесса конденсации щелочных соединений определяется их парциальным давлением в продуктах сгорания и температурой поверхности. Поскольку сульфаты и хлориды щелочных металлов действуют на металл коррозионно, то наличие их в отложившейся золе и является основной причиной связывания отложений с трубами. Щелочные хлориды имеют более высокую коррозионную активность, чем сульфаты щелочных металлов. Предполагается, что в процессах возникновения первоначальных отложений, наряду с простыми сульфатами щелочных металлов, определенное значение имеют также комплексные сульфаты и пиросульфаты. При отсутствии в топливе щелочных металлов и хлора связыванию отложений с металлом способствует врастание окислов железа в плотные кальцесульфатносвязанные или другие отложения. Химико-минералогические свойства первоначального слоя золовых отложений в результате химических превращений со временем изменяются. В итоге этих превращений из первоначального слоя отложений возникает более стабильный слой - подслой. В ходе образования подслоя большую роль имеют процессы перехода хлоридов в сульфаты, сульфатизация свободной и связанной. Формирование связанных я связанно-шлаковых отложений на трубах зависит от взаимодействия частиц золы в слое. Причинами связывания частиц золы в плотные отложения могут быть химические реакции между ними, между частицами и газовой средой, а также спекание. Золовые отложения нарастают особенно интенсивно тогда, когда одновременно действуют несколько факторов. [27]