1、第九章 受熱面外部工作過程,9-1 概述 9-2 對流受熱面的磨損 9-3 鍋爐受熱面的積灰 9-4 鍋爐低溫對流受熱面煙氣側(cè)的腐蝕 9-5 鍋爐高溫受熱面煙氣側(cè)的腐蝕,9-1 概述,一、飛灰磨損 高速的灰粒沖刷對流受熱面管束時，管壁表面將受到劇烈的磨損。 燃用多灰燃料是尤為突出。 二、結(jié)灰和結(jié)渣 鍋爐受熱面被燃料灰分沾污和堵塞，嚴(yán)重影響鍋爐的可用率和熱效率。 三、煙氣側(cè)的腐蝕 高溫部件和低溫部件都可能發(fā)生。,9-2 對流受熱面的磨損,部件磨損占折舊費的很大部分； 鍋爐中流過對流受熱面的灰量經(jīng)常很多。 飛灰磨損是鍋爐設(shè)計和運行中的重要問題之一。 一、飛灰磨損機(jī)理 正向和斜向沖擊 氣流中灰粒對管

2、子的作用包括沖擊和切削兩個方面。 沖擊角為3050時，沖擊力和切向力的雙重作用最大。,錯列：最大磨損發(fā)生于第二排的管子上； 順列：最大磨損發(fā)生于第五排 及以后各排的管子。 管內(nèi)縱向沖刷：進(jìn)口段150 200mm處。,機(jī)械作用的磨損的主要因素： 流動飛灰的動能，它和速度的平方成正比。 單位時間內(nèi)沖擊到金屬表面的灰粒量。 與灰分濃度有關(guān)，與速度的一次方成正比。 飛灰的撞擊可能性系數(shù)。 與顆粒特性有關(guān)。,飛灰磨損的主要影響因素： 飛灰濃度 多灰燃料時，磨損更嚴(yán)重。 避免煙氣走廊。 灰粒的物理化學(xué)性質(zhì) 燃料中礦物質(zhì)的原始性質(zhì)、開采和運輸方法、燃燒方法、受熱面所處的溫度條件等。 煙氣流速 三次方關(guān)系 布

3、置時，應(yīng)使煙氣流速不太大 避免局部流速過大 受熱面的布置與結(jié)構(gòu)特性,二、受熱面磨損的防止方法 防磨措施： 降低飛灰濃度與選用適當(dāng)?shù)臒煔饬魉伲?防止受熱面中產(chǎn)生局部過高的飛灰濃度和速度； 采用防磨裝置。 飛灰濃度取決于燃料中的灰分、開采和運輸方式、燃燒方法 。,防磨措施,防磨措施,9-3 鍋爐受熱面的結(jié)灰,結(jié)灰危害： 1 傳熱阻力增加 2 對流煙道的阻力增加 3 鍋爐出力及效率降低 4 影響鍋爐的可用率 5 加速管壁的腐蝕,一、鍋爐受熱面上結(jié)灰的幾種形態(tài) 熔渣 發(fā)生于輻射受熱面及高溫對流受熱面 防止方法：正確組織燃燒器的工作、采用適當(dāng)?shù)臓t膛容積和截面熱負(fù)荷。 高溫粘結(jié)灰 燃料中鈉、鉀、鈣、硅、釩

4、和磷等氧化物的升華，遇到較冷的受熱面管壁即冷凝，然后與煙氣中的三氧化硫、氧化鋁、氧化鐵等化合，形成各種硫酸鹽，在相應(yīng)的溫度條件下，這些硫酸鹽呈熔狀，并具有粘性，作為粘結(jié)劑大量捕捉飛灰。 低溫粘結(jié)灰 空氣預(yù)熱器的冷段，一般積灰的“水泥化”； 積灰與硫酸形成以硫酸鈣為基質(zhì)的水泥狀物質(zhì)。 結(jié)灰呈硬結(jié)狀，難清理 4 松灰。發(fā)生于對流過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。,二、干松灰的物理沉積 分子力 靜電力 大灰粒不易沉積，可沖刷管壁。 灰粒沉積的程度與煙氣中的飛灰量關(guān)系不大。 積灰程度與飛灰粒度有較大關(guān)系。,減輕和防止積灰的措施 正確設(shè)計和布置吹灰裝置； 設(shè)計時采用足夠的煙氣流速； 可采用小管徑、錯列布置、緊

5、湊布置的管束。,三、高溫粘結(jié)灰的物理化學(xué)結(jié)積 更多地在迎風(fēng)面形成，兩側(cè)較少。 貼壁的薄層多升華物成分；第二層為結(jié)積層，棕黑色；最外層，飛灰沉積層。,9-4鍋爐低溫對流受熱面煙氣側(cè)的腐蝕,煙氣中存在兩個露點溫度： 硫酸蒸汽對應(yīng)于酸露點溫度； 水蒸汽對應(yīng)于水露點溫度。 煙氣露點的提高，使低溫受熱面在壁溫低于露點以下的部分有大量硫酸蒸汽凝結(jié)，引起嚴(yán)重腐蝕和積灰的硬化。,一、煙氣露點 酸露點 比水露點溫度高得多，取決于SO3和水蒸汽的含量，一般可達(dá)120140， 極少量的硫酸蒸汽就會對酸露點影響很大； 酸露點估計依靠經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式確定； 可以由儀器直接測定。,二、低溫受熱面煙氣側(cè)的腐蝕過程 達(dá)到酸露點時，酸濃度極高，凝結(jié)酸量不多，腐蝕速度不太高； 溫度再降低，腐蝕速度達(dá)到最高點； 溫度繼續(xù)降低，由于金屬溫度下降，腐蝕速度下降； 隨凝結(jié)的酸液濃度接近56%，凝結(jié)量也更多，腐蝕速度上升； 達(dá)到水露點時，煙氣中大量的二氧化硫能直接溶解于水膜中，形成亞硫酸溶液，腐蝕達(dá)到最高點。,三、減輕和防止低溫腐蝕的方法 燃料脫硫 控制燃燒 提高受熱面壁溫在煙氣露點以上 熱空氣再循環(huán) 蒸汽暖風(fēng)器,使用熱管空氣預(yù)熱器 使用玻璃管空氣預(yù)熱器,9-5鍋爐高溫受熱面煙氣側(cè)的腐蝕,高溫受熱面：爐膛水冷壁和對流過熱器及再熱器 一、鍋爐爐膛水冷壁的外部腐蝕 還原性氣