《锅炉原理》课件-第7章锅炉受热面烟侧运行问题

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1、积灰与结渣受热面的磨损受热面的腐蚀第七章锅炉受热面烟侧运行问题积灰与结渣积灰：灰沉积物的温度已低于灰熔点时在受热面上出现的积聚现象，多发生在锅炉的对流受热面上，如过热器、省煤器、空预器等。结渣：熔融态灰沉积物在受热面管壁上出现的积聚现象，主要由烟气中夹带的熔化的灰粒碰撞在炉膛、水冷壁管上被冷却凝固而形成，多发生在炉内辐射受热面上，如水冷壁、屏式过热器等。§1水冷壁的结渣1.水冷壁结渣的危害：①降低炉内水冷壁的吸热能力，炉温升高，导致水冷壁高温腐蚀，燃料消耗量增加。②使炉膛出口烟温提高，可能导致过热器超温

2、。同时锅炉排烟温度升高，降低锅炉运行经济性。③局部结渣影响水冷壁吸热均匀性，并导致高温对流受热面吸热不均，管间热偏差增大。④严重结渣可能造成冷灰斗出渣不畅，大焦块脱落可能压灭炉膛火焰，导致熄火，甚至砸坏冷灰斗及水冷壁管，对锅炉安全运行构成重大危害。2.结渣机理：在炉内燃烧的高温状态下，煤灰中大部分成分处于熔融态，具有很强的粘结能力，当接触到温度较低的受热面管壁时，就会发生凝固并牢牢的粘结在管子表面。随着粘结灰层的积聚，灰层厚度增加，其表面温度也不断升高，灰渣层表面也成为熔融态，并不断捕获未熔融煤灰，形成

3、很大的焦块。结渣是自动加剧的过程。3.影响因素：①炉内温度：炉内温度↑，熔融态灰分↑，结渣可能性越大。炉内温度分布不均，靠近水冷壁附近的局部区域温度过高，也会导致水冷壁结渣。②热负荷：qA和qB越大，燃烧器区域放热量越大，温度越高，易产生结渣。③炉内气氛：还原性气氛下灰熔点降低，更易结渣。④炉内流场：正常情况下灰粒应不会直接碰撞水冷壁，当炉内空气动力场不良时，如切圆直径过大，旋流燃烧器热负荷不均，煤粉气流离析等，都会导致气流贴壁或冲墙，促使灰粒碰撞水冷壁，结渣可能性变大。⑤灰熔点和灰分组成：灰熔点↓，结

4、渣可能性越大。碱性氧化物可降低灰熔点。⑥卫燃带影响：卫燃带将水冷壁与火焰隔开，使水冷壁吸热减少，卫燃带壁面温度较高，易发生严重结渣。因此对敷设卫燃带的锅炉，切圆可选择偏小一点。4.防治措施：①选择灰熔点较高的煤作为锅炉燃煤，减小结渣可能性。②选择适当的炉膛热强度，避免锅炉超负荷运行，炉内温度过高。③组织良好的流场，选择合适的切圆直径，避免火焰偏斜、贴壁冲墙，造成炉内局部温度过高。合理布置卫燃带。④保持适当的过量空气系数，过剩空气量大，炉膛出口烟温升高；过剩空气量太小，燃烧不完全，造成还原性气氛使灰熔点温

5、度降低，促使炉内结渣。⑤采用适当的煤粉细度，提高煤粉的均匀度。⑥加强运行监视，及时吹灰、清渣。§2高温对流受热面的积灰高温对流烟道内布置的受热面易发生高温粘结性积灰。1.高温积灰的危害：①受热面吸热能力↓，汽温↓，烟温↑，q2↑，ηgl↓。②管排间阻力↑，烟速↓，传热变差，管间热偏差↑。③引起高温对流受热面发生煤灰腐蚀（高温烟气腐蚀）。2.高温积灰机理：高温对流烟道内烟温低于1100℃，不会发生结渣。煤灰中的碱金属在炉内高温状态下呈气态，接触到壁温600℃左右的受热面管壁，碱金属发生凝结，再经高温烟气长

6、时间的硫酸化烧结作用，形成强度很高且致密的白色硫酸盐积灰层，并进一步生成复合硫酸盐。3.防治措施：①采用有效的吹灰装置，在锅炉开始正常运行时即投入吹灰装置。烟温越高，烧结时间越长，高温积灰层的强度越高，越难清除，因此要及时吹灰。②正确设计和布置对流受热面。比如顺列布置比错列布置结灰减轻，管间横向节距大些结灰减轻。§3尾部受热面的积灰1.低温积灰的危害：①受热面吸热能力↓，排烟温度↑，q2↑，ηgl↓。②堵塞烟道，流动阻力↑，送引风机电耗↑，锅炉出力↓。③导致低温腐蚀。2.低温积灰机理：尾部受热面烟温低于

7、600~700℃，烟气中碱金属蒸气的凝结已经结束，此时积灰可分为两种情况：①松散性积灰：由于气流扰动使烟气中携带的一些灰粒沉积在受热面上，呈干松状易吹除。沉积在受热面上的主要是10~30μm的灰粒，小粒径灰粒与管壁接触时，依靠分子力吸附在管壁上。对流受热面管子上的积灰主要集中在管子的背风面。积灰程度与烟气中飞灰量关系不大，与烟气流速、飞灰粒度、受热面管束布置有关。烟速↓，飞灰越细，管束顺列布置，积灰↑。但烟速的选择还需要考虑飞灰磨损。②低温粘结性积灰：由于烟气中的酸蒸汽和水蒸汽在低温金属壁面上凝结，并与

8、管壁上的氧化膜或松散性积灰反应，形成酸性凝结灰。该过程自动加剧，同时伴随低温腐蚀，破坏尾部受热面。3.空预器的积灰：①管式空预器的积灰：烟气在管内流动，在管子进出口处存在回流区，烟温高的进口热端回流区积灰为松散性积灰，烟温低的出口冷端出现低温粘结性积灰。②回转式空预器的积灰：波纹板间间隙较小，烟气进口热端易被大灰块堵塞，如省煤器的泄漏会导致灰粒潮湿粘结成紧密的颗粒团。烟气出口冷端会出现低温粘结性积灰，但由于壁温比管式空预器高，积灰比管式轻。