受热面外部污染、腐蚀、磨损及振动

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1、第十章受热面外部污染、腐蚀、磨损及振动§10—1概述燃料燃烧，特别是固体燃料燃烧时，由于燃料中灰分的存在，水分的存在，使得锅炉各受热面的工作条件变化恶劣起来。我国某地区电力管理局在1977年曾做过这样的统计，锅炉的事故率占电厂总的事故率的54.7%，其中因尾部受热面磨损而爆破不得不停炉的事故竟占锅炉总事故的45~50%。因此，尾部受热面磨损或其他原因的爆破使锅炉的可用率降低，电站的事故率增加，锅炉效率降低，钢材耗损增加，而更重要的是由于停炉，停电所造成的间接经济损失更为巨大。因此，不论对设计人员还是对运行人员，掌握受热面的外部队工作过

2、程是具有非常重大的意义。我国的锅炉燃料多为煤，煤中含有灰分，对煤粉炉燃烧完成后，这些灰分最终都要排放出锅炉本体，其中绝大部分是经过尾部受热面放出去。这么多的灰量流过，势必对受热面造成磨损。此外，还会积灰，使受热堵塞，燃料中含有硫分及水分，其中硫分燃烧后产SO2或SO3与水分结合形成硫酸或亚硫酸，对受热面进行磨蚀。烟气中的水蒸汽遇冷后会凝结（结露）也受对锅炉的尾部低温受热面造成腐蚀和堵灰。我们这章的目的，就是要学习这样过程的机理，以期在设计或运行中来防止磨损、积灰（结渣）及腐蚀等问题。§10—2结渣与积灰结渣或积灰造成的危害是什么呢？可

3、能是：①传热阻力增加②对流烟道的阻力增加③严重时造成事故必须停炉，使可用率下降但结渣与积灰几乎是不可避免的，只能采用措施来减轻。结渣：也叫溶渣，主要发生在炉膛受热面及高温对流受热面如凝渣管和过热器的前部队等处发生。特别是燃料灰的熔点较低，而炉膛中及出口处的烟气温度又很高，以至飞灰呈熔状的粘结颗粒，碰到受热面后即粘结在管壁上。防止结渣的方法：①正确地组织燃烧器的工作，采用适当的炉膛容积和断面热负荷以保证炉膛出口烟温不致于过高。②采用拉稀的高温对流受热面，即凝渣管，屏式受热面以及对流过热器前部的拉稀等。③采用适当的吹灰打渣方法积灰可几乎发

4、生在任何受热面上，积灰过程是一个复杂的物理化学过程和空气动力学过程。这就是说，积灰过程可能伴随着化学变化，而流场的形态会影响到颗粒的运动。因此影响到积灰过程。一般说来，积灰可分疏（干）松灰，高温粘结灰和低温粘结灰三种形态。二、干松灰：①概貌：干松灰的积聚过程完全是一个物理过程，灰层中无粘性成分，灰粒之间呈现散状态，易于吹除。②位置及性质：主要发生在管导的背风央，迎风面几乎没有（特别烟速较大时）随烟气流速的增加，积灰量减小，因此，对应于一定烟气流速积灰几乎是一定的，不可能无限增加。主要细微灰粒，较大的颗粒不太可能积聚成干松灰。③解释或原

5、因：气固两流绕流过管子，由于边界层的分离，在背风面必产生旋涡区，细小颗粒与烟气几乎具有相等的速度，并且易于随气体改变方向，因此，易于被旋涡旋进背风区。小颗粒的表面能较大，与管壁面接触时，能靠分子力吸附在壁面上。根据研究，小于3~5μm的灰粒，分子力吸附作用可能大于它本身的重量力。流速增加边界层分层推迟，旋涡区减小，加上较大灰粒的冲刷作用加强，使得积灰量减小。④影响因素：a烟气流速及粒子直径分布：即烟气提高，积灰量下降，大粒子多，积灰量下降；b管子直径：直径越小，曲率越大，使得灰粒与烟气分离的能力越大，越不易进尾流区，积灰减轻；c管子节

6、距及管束的布置方式：错列布置是管子的背风面较易受到冲刷，积灰减轻。顺列布置时，管子的背风面不易受到冲刷，第一排以后迎风面也受冲刷较少，因此，积灰严重。错列时，减少纵向节S2，背风面受的冲刷更为强烈，积灰减轻顺列时，减少纵向节S2，使相邻管子的积灰易于搭桥，积灰，更为严重。横向节距S1：一般影响不大（在锅炉常用的节距范围内）d由于对应于一定的结构及烟气流速，积灰量基本一是存在一个最大量，不能无限增加，只是达到这个量的时间不同，因此，烟气中灰粒浓度的大小只能影响到达这一量所需的时间，不能影响到积灰量。e烟气的流动方向对对积灰的影响较小，积

7、干松灰的严重程度常用灰污系数来反映。⑤减轻和防止的措施知道了干松灰形成的原因或机理，以及影响因素，不难找出防止和减轻的措施。a设计时采用足够高的流速，一般不能低于5-6m/sb采用小管径，错列布置，紧凑布置（减小纵向节距）和管束c正确设计和布置吹灰装置三、高温粘结灰1．概貌伴随化学反应，能够无取地增长，坚硬而不易清除2．形成的位置及灰的特点在温度较高的区域形成，不仅在背风侧，而且更多地在迎风面形成；分层形成，各层的化学成分不同，颜色也有差异；灰的粘性是由化学反应产物而来。出现的范围广。3．形成过程及机理高温粘结灰的形成关键在于首先形成

8、一层处于熔化或软化的粘性灰层，靠这一层粘性灰的捕捉作用，积聚飞灰粒子，被捕捉到的飞灰在化学作用下形成紧密的灰层。事实上，高温粘结灰的形成与高温腐蚀是密切相关的。飞灰中的化学成分不同，将会有不同的高温粘结灰的形成机理以及不