热能转换装置原理 第九章 受热面外部工作过程课件.ppt

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1、第九章受热面外部工作过程9-1概述9-2对流受热面的磨损9-3锅炉受热面的积灰9-4锅炉低温对流受热面烟气侧的腐蚀9-5锅炉高温受热面烟气侧的腐蚀9-1概述一、飞灰磨损高速的灰粒冲刷对流受热面管束时，管壁表面将受到剧烈的磨损。燃用多灰燃料是尤为突出。二、结灰和结渣锅炉受热面被燃料灰分沾污和堵塞，严重影响锅炉的可用率和热效率。三、烟气侧的腐蚀高温部件和低温部件都可能发生。9-2对流受热面的磨损部件磨损占折旧费的很大部分；锅炉中流过对流受热面的灰量经常很多。飞灰磨损是锅炉设计和运行中的重要问题之一。一、飞灰磨损机理

2、正向和斜向冲击气流中灰粒对管子的作用包括冲击和切削两个方面。冲击角为30～50°时，冲击力和切向力的双重作用最大。错列：最大磨损发生于第二排的管子上；顺列：最大磨损发生于第五排及以后各排的管子。管内纵向冲刷：进口段150～200mm处。机械作用的磨损的主要因素：流动飞灰的动能，它和速度的平方成正比。单位时间内冲击到金属表面的灰粒量。与灰分浓度有关，与速度的一次方成正比。飞灰的撞击可能性系数。与颗粒特性有关。飞灰磨损的主要影响因素：飞灰浓度多灰燃料时，磨损更严重。避免烟气走廊。灰粒的物理化学性质燃料中矿物质的原始

3、性质、开采和运输方法、燃烧方法、受热面所处的温度条件等。烟气流速三次方关系布置时，应使烟气流速不太大避免局部流速过大受热面的布置与结构特性二、受热面磨损的防止方法防磨措施：降低飞灰浓度与选用适当的烟气流速；防止受热面中产生局部过高的飞灰浓度和速度；采用防磨装置。飞灰浓度取决于燃料中的灰分、开采和运输方式、燃烧方法。防磨措施防磨措施9-3锅炉受热面的结灰结灰危害：1传热阻力增加2对流烟道的阻力增加3锅炉出力及效率降低4影响锅炉的可用率5加速管壁的腐蚀一、锅炉受热面上结灰的几种形态熔渣发生于辐射受热面及高温对流受热

4、面防止方法：正确组织燃烧器的工作、采用适当的炉膛容积和截面热负荷。高温粘结灰燃料中钠、钾、钙、硅、钒和磷等氧化物的升华，遇到较冷的受热面管壁即冷凝，然后与烟气中的三氧化硫、氧化铝、氧化铁等化合，形成各种硫酸盐，在相应的温度条件下，这些硫酸盐呈熔状，并具有粘性，作为粘结剂大量捕捉飞灰。低温粘结灰空气预热器的冷段，一般积灰的“水泥化”；积灰与硫酸形成以硫酸钙为基质的水泥状物质。结灰呈硬结状，难清理4松灰。发生于对流过热器、省煤器和空气预热器。二、干松灰的物理沉积分子力静电力大灰粒不易沉积，可冲刷管壁。灰粒沉积的程度

5、与烟气中的飞灰量关系不大。积灰程度与飞灰粒度有较大关系。减轻和防止积灰的措施正确设计和布置吹灰装置；设计时采用足够的烟气流速；可采用小管径、错列布置、紧凑布置的管束。三、高温粘结灰的物理化学结积更多地在迎风面形成，两侧较少。贴壁的薄层多升华物成分；第二层为结积层，棕黑色；最外层，飞灰沉积层。9-4锅炉低温对流受热面烟气侧的腐蚀烟气中存在两个露点温度：硫酸蒸汽对应于酸露点温度；水蒸汽对应于水露点温度。烟气露点的提高，使低温受热面在壁温低于露点以下的部分有大量硫酸蒸汽凝结，引起严重腐蚀和积灰的硬化。一、烟气露点酸露

6、点比水露点温度高得多，取决于SO3和水蒸汽的含量，一般可达120~140℃，极少量的硫酸蒸汽就会对酸露点影响很大；酸露点估计依靠经验关联式确定；可以由仪器直接测定。二、低温受热面烟气侧的腐蚀过程达到酸露点时，酸浓度极高，凝结酸量不多，腐蚀速度不太高；温度再降低，腐蚀速度达到最高点；温度继续降低，由于金属温度下降，腐蚀速度下降；随凝结的酸液浓度接近56%，凝结量也更多，腐蚀速度上升；达到水露点时，烟气中大量的二氧化硫能直接溶解于水膜中，形成亚硫酸溶液，腐蚀达到最高点。三、减轻和防止低温腐蚀的方法燃料脱硫控制燃烧提

7、高受热面壁温在烟气露点以上热空气再循环蒸汽暖风器使用热管空气预热器使用玻璃管空气预热器9-5锅炉高温受热面烟气侧的腐蚀高温受热面：炉膛水冷壁和对流过热器及再热器一、锅炉炉膛水冷壁的外部腐蚀还原性气氛1硫酸盐型2硫化物型，火焰冲刷管壁时。减轻腐蚀措施：煤粉颗粒要细，火焰不直接冲刷管壁，过量空气系数不宜过小。二、过热器及再热器的烟气侧腐蚀汽温参数高于510℃有此问题。