9.4 Очищення поверхонь від забруднень

При експлуатації котла для очищення екранних поверхонь нагріву застосовують парове, пароводяне обдування, а також вібраційне очищення.

Для конвективних поверхонь нагріву використовують парове і паро- водяне обдування, вібраційне, дробове і акустичне очищення або самообдування.

Найбільше розповсюдження мають парове обдування і дробове очищення. Для ширм і вертикальних пароперегрівників найефективнішим є вібраційне очищення. Також застосовують поверхні нагріву, що самообдуваються, з малим діаметром і кроком труб, при яких поверхні нагріву безперервно підтримуються чистими.

Парове обдування. Очищення поверхонь нагріву від забруднень може проводитися за рахунок динамічної дії струменів води, пари, пароводяної суміші або повітря. Дієвість струменів визначається їх далекобійністю.

Найбільшою далекобійністю і термічним ефектом, що призводить до розтріскування шлаку, володіє струмінь води. Проте обдування водою може викликати переохолодження труб екранів і пошкодження їх металу.

Повітряний струмінь має низьку швидкість. Застосування повітряного обдування ускладнено необхідністю встановленням потужних компресорів.

Найбільш поширено обдування із застосуванням насиченої і перегрітої пари. Струмінь пари має невелику далекобійність, але при тиску більше 3 МПа її дія достатньо ефективна. При тиску пари 4 МПа видаляються рихлі і щільні золові та оплавлені шлакові відкладення.

Вібраційне очищення. Вібраційне очищення засноване на тому, що при коливанні труб з великою частотою порушується зчеплення відкладень з металом поверхні нагріву. Найбільш ефективне вібраційне очищення вільно підвішених вертикальних труб-ширм і пароперегрівників. Для вібраційного очищення переважно застосовують електромагнітні вібратори. Вібрація труб, що очищаються, здійснюється за рахунок ударів по тязі з частотою 3000 ударів в хвилину, амплітуда коливань 0,3…0,4 мм

Дробоочищення. Дробоочищення застосовується для очищення конвективних поверхонь нагріву за наявності на них ущільнених і зв'язаних відкладень. Очищення відбувається в результаті використовування кінетичної енергії падаючих на поверхні чавунних дробин діаметром 3…5 мм.

Схема пристрою для дробоочищення наведена на рис. 9.4. У верхній частині конвективної шахти котла поміщаються розкидачі, які рівномірно розподіляють дріб по перерізу газоходу. При падінні дріб збиває золу, що осіла на трубах, а потім разом з нею збирається в бункерах, розташований під шахтою. З бункерів дріб разом із золою потрапляє в збірний бункер, з якого живильник подає їх в трубопровід, де маса золи з дробом підхоплюється повітрям і виноситься в дробовловлювач, з якого дріб по рукавах знов подається в розкидачі, а повітря разом з частинками золи прямує в циклон, де відбувається їх розділення. Транспортування дробу відбувається за рахунок інжектора, вакуум-насоса або від компресора.


Рисунок 9.4 – Схеми дробоочищувальних установок: а – з розрідженням; б – під тиском; 1 – бункер дробу; 2 – трубопровід подавання дробу; 3 – дробовлювлювач; 4 – ежектор; 5 – клапан; 6 – тарілчастий живильник; 7 – розкидач дробу; 8 – підведення охолоджувальної води; 9 – інжектор; 10 – вихід газів; 11 – вихід повітря

Імпульсне очищення. Засноване на ударній дії хвилі газів. Пристрій для імпульсного очищення являє собою камеру, внутрішня порожнина якої з’єднана з газоходами котла, в яких розташовані конвективні поверхні нагріву. В камеру горіння періодично подається суміш горючих газів з окислювачем, яка запалюється іскрою. При вибуху суміші в камері підвищується тиск і хвилі газів, що утворюються, очищають поверхні нагріву від забруднень.


Контрольні запитання


  1. Наведіть та проаналізуйте основні види корозії металу елементів котла.
  2. Поясніть суть корозійної стомленості та лужної крихкості?
  3. Поясніть процеси високотемпературної корозії?
  4. Поясніть умови виникнення низькотемпературної корозії, як на неї впливає сірчистість палива?
  5. Проаналізуйте основні методи зменшення низькотемпературної корозії в повітропідігрівниках.
  6. Наведіть основні методи очищення поверхонь нагріву.
  7. Поясніть як відбувається дробоочищення поверхонь нагріву.

Приклади розв’язання задач

Приклад 9.1. Визначити температуру точки роси продуктів згорання відходів деревини в шаровій топці, якщо теплота згорання палива складає 14300 кДж/кг, зольність палива Ар = 1%, вміст сірки Sр = 0,1%. Частка водяної пари в продуктах згорання 0,14. Тиск продуктів згорання 0,1 МПа. Частка виносу золи авин = 0,2.

Розв’язання

За формулою (9.4), використовуючи таблиці термодинамічних властивостей води і водяної пари визначимо температуру конденсації водяної пари, oС

{t_к} = f\left( {0,14 \cdot 0,1} \right) = 52,6.

Температура точки роси продуктів згорання за (9.3), oС

{t_p} = {t_к} + {{125 \cdot \root 3 \of {4190 \cdot {S^p}/Q_н^p} } \over {{{1,05}^{4190 \cdot {а_{вин}} \cdot {A^p}/Q_н^p}}}} = 52,6 + {{125 \cdot \root 3 \of {4190 \cdot 0,1/14300} } \over {{{1,05}^{4190 \cdot 0,2 \cdot 1/14300}}}} = 91,0.

Приклад 9.2. Визначити можливість конденсації водяної пари продуктів згорання за умов попереднього прикладу в конвективному пучку водогрійного котла, якщо температура води на вході в пучок складає 70oС, температура газів на виході 150oС, коефіцієнт теплової ефективності пучка прийняти 0,7.

Розв’язання

Для конвективних пучків коефіцієнт теплопередачі визначається за (5.9). Враховуючи цей вираз запишемо формулу (9.6) для температури стінки у вигляді, oС

{t_{ст}} = {t_г} - \psi \cdot \left( {{t_г} - {t_в}} \right) = 150 - 0,7 \cdot \left( {150 - 70} \right) = 94.

Згідно умови (9.4) можна зробити висновок, що на трубах конвективного пучка може відбуватись низькотемпературна корозія.


Задачі для самостійної роботи


Приклад 9.3. Визначити можливість низькотемпературної корозії в повітропідігрівнику котла, в камерній топці якого спалюється вугілля з Ар = 20%, Sр = 7%, Qнр = 21 МДж/кг. Частка водяної пари в продуктах згорання rH2O. Тиск в газоході 0,1 МПа. Температура газів tг, холодного повітря 20oС. Коефіцієнт тепловіддачі від газів 60 Вт/(м2·К), а до повітря – 40 Вт/(м2·К). Частка виносу золи авин = 0,1.

Передостання цифра шифру 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
tг, oС 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
Остання цифра шифру 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
rH2O 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26