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1、第十章受熱面外部污染、腐蝕、磨損及振動(dòng)§10—1概述燃料燃燒，特別是固體燃料燃燒時(shí)，由于燃料中灰分的存在，水分的存在，使得鍋爐各受熱面的工作條件變化惡劣起來(lái)。我國(guó)某地區(qū)電力管理局在1977年曾做過(guò)這樣的統(tǒng)計(jì)，鍋爐的事故率占電廠(chǎng)總的事故率的54.7%，其中因尾部受熱面磨損而爆破不得不停爐的事故竟占鍋爐總事故的45~50%。因此，尾部受熱面磨損或其他原因的爆破使鍋爐的可用率降低，電站的事故率增加，鍋爐效率降低，鋼材耗損增加，而更重要的是由于停爐，停電所造成的間接經(jīng)濟(jì)損失更為巨大。因此，不論對(duì)設(shè)計(jì)人員還是對(duì)運(yùn)行人員，掌握受熱面的外部隊(duì)工作過(guò)
2、程是具有非常重大的意義。我國(guó)的鍋爐燃料多為煤，煤中含有灰分，對(duì)煤粉爐燃燒完成后，這些灰分最終都要排放出鍋爐本體，其中絕大部分是經(jīng)過(guò)尾部受熱面放出去。這么多的灰量流過(guò)，勢(shì)必對(duì)受熱面造成磨損。此外，還會(huì)積灰，使受熱堵塞，燃料中含有硫分及水分，其中硫分燃燒后產(chǎn)SO2或SO3與水分結(jié)合形成硫酸或亞硫酸，對(duì)受熱面進(jìn)行磨蝕。煙氣中的水蒸汽遇冷后會(huì)凝結(jié)（結(jié)露）也受對(duì)鍋爐的尾部低溫受熱面造成腐蝕和堵灰。我們這章的目的，就是要學(xué)習(xí)這樣過(guò)程的機(jī)理，以期在設(shè)計(jì)或運(yùn)行中來(lái)防止磨損、積灰（結(jié)渣）及腐蝕等問(wèn)題?！?0—2結(jié)渣與積灰結(jié)渣或積灰造成的危害是什么呢？可
3、能是：①傳熱阻力增加②對(duì)流煙道的阻力增加③嚴(yán)重時(shí)造成事故必須停爐，使可用率下降但結(jié)渣與積灰?guī)缀跏遣豢杀苊獾?，只能采用措施?lái)減輕。結(jié)渣：也叫溶渣，主要發(fā)生在爐膛受熱面及高溫對(duì)流受熱面如凝渣管和過(guò)熱器的前部隊(duì)等處發(fā)生。特別是燃料灰的熔點(diǎn)較低，而爐膛中及出口處的煙氣溫度又很高，以至飛灰呈熔狀的粘結(jié)顆粒，碰到受熱面后即粘結(jié)在管壁上。防止結(jié)渣的方法：①正確地組織燃燒器的工作，采用適當(dāng)?shù)臓t膛容積和斷面熱負(fù)荷以保證爐膛出口煙溫不致于過(guò)高。②采用拉稀的高溫對(duì)流受熱面，即凝渣管，屏式受熱面以及對(duì)流過(guò)熱器前部的拉稀等。③采用適當(dāng)?shù)拇祷掖蛟椒ǚe灰可幾乎發(fā)
4、生在任何受熱面上，積灰過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程和空氣動(dòng)力學(xué)過(guò)程。這就是說(shuō)，積灰過(guò)程可能伴隨著化學(xué)變化，而流場(chǎng)的形態(tài)會(huì)影響到顆粒的運(yùn)動(dòng)。因此影響到積灰過(guò)程。一般說(shuō)來(lái)，積灰可分疏（干）松灰，高溫粘結(jié)灰和低溫粘結(jié)灰三種形態(tài)。二、干松灰：①概貌：干松灰的積聚過(guò)程完全是一個(gè)物理過(guò)程，灰層中無(wú)粘性成分，灰粒之間呈現(xiàn)散狀態(tài)，易于吹除。②位置及性質(zhì)：主要發(fā)生在管導(dǎo)的背風(fēng)央，迎風(fēng)面幾乎沒(méi)有（特別煙速較大時(shí)）隨煙氣流速的增加，積灰量減小，因此，對(duì)應(yīng)于一定煙氣流速積灰?guī)缀跏且欢ǖ?，不可能無(wú)限增加。主要細(xì)微灰粒，較大的顆粒不太可能積聚成干松灰。③解釋或原
5、因：氣固兩流繞流過(guò)管子，由于邊界層的分離，在背風(fēng)面必產(chǎn)生旋渦區(qū)，細(xì)小顆粒與煙氣幾乎具有相等的速度，并且易于隨氣體改變方向，因此，易于被旋渦旋進(jìn)背風(fēng)區(qū)。小顆粒的表面能較大，與管壁面接觸時(shí)，能靠分子力吸附在壁面上。根據(jù)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。流速增加邊界層分層推遲，旋渦區(qū)減小，加上較大灰粒的沖刷作用加強(qiáng)，使得積灰量減小。④影響因素：a煙氣流速及粒子直徑分布：即煙氣提高，積灰量下降，大粒子多，積灰量下降；b管子直徑：直徑越小，曲率越大，使得灰粒與煙氣分離的能力越大，越不易進(jìn)尾流區(qū)，積灰減輕；c管子節(jié)
6、距及管束的布置方式：錯(cuò)列布置是管子的背風(fēng)面較易受到?jīng)_刷，積灰減輕。順列布置時(shí)，管子的背風(fēng)面不易受到?jīng)_刷，第一排以后迎風(fēng)面也受沖刷較少，因此，積灰嚴(yán)重。錯(cuò)列時(shí)，減少縱向節(jié)S2，背風(fēng)面受的沖刷更為強(qiáng)烈，積灰減輕順列時(shí)，減少縱向節(jié)S2，使相鄰管子的積灰易于搭橋，積灰，更為嚴(yán)重。橫向節(jié)距S1：一般影響不大（在鍋爐常用的節(jié)距范圍內(nèi)）d由于對(duì)應(yīng)于一定的結(jié)構(gòu)及煙氣流速，積灰量基本一是存在一個(gè)最大量，不能無(wú)限增加，只是達(dá)到這個(gè)量的時(shí)間不同，因此，煙氣中灰粒濃度的大小只能影響到達(dá)這一量所需的時(shí)間，不能影響到積灰量。e煙氣的流動(dòng)方向?qū)?duì)積灰的影響較小，積
7、干松灰的嚴(yán)重程度常用灰污系數(shù)來(lái)反映。⑤減輕和防止的措施知道了干松灰形成的原因或機(jī)理，以及影響因素，不難找出防止和減輕的措施。a設(shè)計(jì)時(shí)采用足夠高的流速，一般不能低于5-6m/sb采用小管徑，錯(cuò)列布置，緊湊布置（減小縱向節(jié)距）和管束c正確設(shè)計(jì)和布置吹灰裝置三、高溫粘結(jié)灰1．概貌伴隨化學(xué)反應(yīng)，能夠無(wú)取地增長(zhǎng)，堅(jiān)硬而不易清除2．形成的位置及灰的特點(diǎn)在溫度較高的區(qū)域形成，不僅在背風(fēng)側(cè)，而且更多地在迎風(fēng)面形成；分層形成，各層的化學(xué)成分不同，顏色也有差異；灰的粘性是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物而來(lái)。出現(xiàn)的范圍廣。3．形成過(guò)程及機(jī)理高溫粘結(jié)灰的形成關(guān)鍵在于首先形成
8、一層處于熔化或軟化的粘性灰層，靠這一層粘性灰的捕捉作用，積聚飛灰粒子，被捕捉到的飛灰在化學(xué)作用下形成緊密的灰層。事實(shí)上，高溫粘結(jié)灰的形成與高溫腐蝕是密切相關(guān)的。飛灰中的化學(xué)成分不同，將會(huì)有不同的高溫粘結(jié)灰的形成機(jī)理以及不
