鍋爐結(jié)焦、磨損、積灰和腐蝕VIP

鍋爐的結(jié)焦、積灰、磨損和腐蝕,主講：,2,一、鍋爐結(jié)焦二、受熱面的積灰三、受熱面的磨損四、受熱面的煙氣側(cè)腐蝕,講解主要內(nèi)容,3,第一節(jié) 鍋爐結(jié)焦,結(jié)焦的危害 煤粉爐中，熔融的灰渣黏結(jié)在受熱面上的現(xiàn)象叫結(jié)焦。結(jié)焦對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行會(huì)造成很大的危害，主要有以下三個(gè)方面。一、降低鍋爐效率 當(dāng)受熱面上結(jié)焦時(shí)，受熱面內(nèi)工質(zhì)的吸熱降低，以致煙溫升高，排煙熱損失增加。如果燃燒室出口結(jié)焦，在高負(fù)荷時(shí)會(huì)使鍋爐通風(fēng)受到限制，以致爐內(nèi)空氣量不足；如果噴燃器出口處結(jié)焦，則影響氣流的正常噴射，這些都會(huì)造成化學(xué)不完全燃燒損失和機(jī)械不完全燃燒損失的增加。由此可見，結(jié)焦會(huì)降低鍋爐熱效率。,4,一、結(jié)焦的危害,二、降低鍋爐出力 水冷壁上結(jié)焦會(huì)直接影響鍋爐出力，另外，煙溫升高會(huì)使過(guò)熱汽溫升 高，為了保持額定汽溫，往往被迫降低鍋爐出力。有時(shí)結(jié)焦過(guò)重如爐膛 出口大部分封住、冷灰斗封死等還會(huì)造成被迫停爐。三、造成事故水冷壁爆破。水冷壁管上結(jié)焦，使結(jié)焦部分和不結(jié)焦部分受熱不勻，容易損壞管子。有時(shí)，爐膛上部大塊焦落下，會(huì)砸壞管子；打焦時(shí)不 慎，也會(huì)將管子打破。過(guò)熱器超溫或爆管。爐內(nèi)結(jié)焦后，爐膛出口煙溫升髙，導(dǎo)致過(guò)熱汽溫升高，加上結(jié)焦造成的熱偏差。很容易導(dǎo)致過(guò)熱器管超溫爆破。鍋爐滅火。除焦時(shí)，若除焦時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，大量冷風(fēng)進(jìn)人爐內(nèi)，易形成滅火。有時(shí)大焦塊突然落下，也可能將火壓滅。,5,二、鍋爐結(jié)焦的特性和條件（內(nèi)）,鍋爐結(jié)焦的特性和條件一、灰結(jié)焦的特性（內(nèi)因） 煤粉爐中，爐膛中心溫度高達(dá)1500-1600，煤中的灰分在這個(gè)溫度下，大多溶化為液態(tài)或呈軟化狀態(tài)。隨煙氣的流動(dòng)，煙溫及煙氣中灰粒的溫度因水冷壁的吸熱而降低。如果灰的軟化溫度很低或灰粒未被充分冷卻而仍保持軟化狀態(tài)，當(dāng)灰粒碰到受熱面時(shí)，就會(huì)黏結(jié)在壁面上而形成結(jié)焦。所以灰的結(jié)焦首先決定于灰的熔融特性?；业娜廴谔匦?。 通常用測(cè)定DT、ST、FT的方法來(lái)說(shuō)明灰的熔融特性。在變形溫度DT下，灰粒一般還不會(huì)結(jié)焦；到了軟化溫度ST，就會(huì)黏結(jié)在受熱面上，因而常用ST作為灰熔點(diǎn)來(lái)判斷煤灰是否容易結(jié)猹。,6,鍋爐結(jié)焦的特性和條件,灰中礦物質(zhì)組成對(duì)灰熔點(diǎn)的影響。 煤灰中各種無(wú)機(jī)成分在純凈狀態(tài)下的熔點(diǎn)大部分是很高的，但是實(shí)際上煤灰是以多成分的復(fù)合化合物的形式或混合物的形式存在的，在高溫情況下，它的結(jié)焦性能與煤灰中礦物質(zhì)的含量和各種成分的組合有很大的關(guān)系。因此，在試驗(yàn)室條件下得出的灰熔點(diǎn)并不能完全表明灰在爐內(nèi)的結(jié)焦性能，有時(shí)ST較高的煤灰，往往在爐溫并不高的鍋爐內(nèi)產(chǎn)生結(jié)焦?；抑泻F對(duì)灰熔點(diǎn)的影響。 灰中含鐵成分對(duì)灰熔點(diǎn)有很大的影響。如果灰中含氧化鐵多，灰熔點(diǎn)較高；如果含氧化亞鐵多，灰熔點(diǎn)就低。當(dāng)煤灰處于還原性氣氛（多CO等還原性氣體）中時(shí)，灰中的氧化鐵還原成氧化亞鐵，此時(shí)灰的熔點(diǎn)低于氧化性氣氛下的灰熔點(diǎn),煤中硫鐵礦（FeS2）含量多時(shí)，灰的結(jié)焦性強(qiáng)，這是因?yàn)镕eS2，氧化后生成氧化亞鐵之故。,7,鍋爐結(jié)焦的特性和條件,管壁表面粗糙程度對(duì)結(jié)焦的影響。 灰黏結(jié)在表面粗糙物體上的可能性比黏結(jié)在表面光滑物體上的可能性要大得多。例如在管子排列稀疏的水冷壁上，總是先在粗糙的爐墻表面結(jié)焦，然后再發(fā)展成大片結(jié)焦。爐內(nèi)結(jié)焦有自動(dòng)加劇的熱特性。 爐內(nèi)只要一開始結(jié)焦，就會(huì)越結(jié)越多。這是因?yàn)榻Y(jié)焦后燃燒室溫度和壁面溫度都因傳熱受阻而升高，高溫的焦層表面呈熔融狀態(tài)，加之其表面粗糙，使灰粒更容易黏結(jié)，從而加速了結(jié)焦過(guò)程的發(fā)展。結(jié)焦嚴(yán)重時(shí)，有的焦塊能達(dá)到十幾噸重，嚴(yán)重的威脅鍋爐的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。,三、結(jié)焦的條件（外因）,以上所述時(shí)結(jié)焦的基本特性，除了煤的特性外，結(jié)焦的具體原因還有很多，如：燃燒時(shí)空氣量不足?？諝獠蛔?，容易產(chǎn)生一氧化碳，因而使灰溶點(diǎn)大大降低。這時(shí)，即使?fàn)t膛出口煙溫并不高，仍會(huì)形成結(jié)焦。燃用揮發(fā)分大的煤時(shí)，更容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。燃料與空氣混合布充分。燃料與空氣混合布充分時(shí)，即使供給足夠的空氣量，也會(huì)造成有些局部地區(qū)空氣多些，另一些局部地區(qū)空氣少些。在空氣少的地區(qū)就會(huì)出現(xiàn)還原性氣體，而使灰熔點(diǎn)降低，造成結(jié)焦?；鹧嫫?。噴燃器的缺陷或爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況失常都會(huì)引起火焰偏斜?；鹧嫫?，使最高溫的火焰層轉(zhuǎn)移到爐墻近處，使水冷壁上嚴(yán)重結(jié)焦。,8,結(jié)焦的條件（外因）,鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行。鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，爐溫升高，煙氣流速加快，灰粒冷卻也不夠，因而容易結(jié)焦。爐膛出口煙溫增高。爐膛出口煙溫高很容易造成爐膛出口處的受熱面結(jié)焦，嚴(yán)重時(shí)會(huì)局部堵住煙氣通道。爐膛下部漏風(fēng)、空氣量過(guò)多、配風(fēng)不當(dāng)、煤粉過(guò)粗等，都會(huì)使火焰中心上移，以致爐膛出口煙溫增高。吹灰、除焦不及時(shí)。運(yùn)行中受熱面上積聚一些飛灰是難免的，如果不及時(shí)清除，機(jī)會(huì)后受熱面粗糙，因避免溫度較低，焦質(zhì)疏松，容易清除，但如不及時(shí)打焦，結(jié)焦將自動(dòng)加劇，結(jié)焦量加多，而且越來(lái)越緊密，以致很難去除。,9,結(jié)焦的條件（外因）,鍋爐設(shè)計(jì)、安裝或檢修不良。設(shè)計(jì)時(shí)爐膛容積熱強(qiáng)度選得過(guò)大、水冷壁面積不夠或燃燒帶敷設(shè)過(guò)多等，會(huì)使?fàn)t膛溫度過(guò)高，造成結(jié)焦。噴燃器的安裝、檢修質(zhì)量對(duì)結(jié)焦影響很大，如直流燃燒器四角燃燒時(shí)，切圓直徑過(guò)大，中心偏斜、火焰貼墻等，都會(huì)形成結(jié)焦。噴燃器燒損未及時(shí)檢修也會(huì)導(dǎo)致結(jié)焦。 上面所說(shuō)的這些原因往往是同時(shí)存在的，而且相互制約、互為因果，呈現(xiàn)出很復(fù)雜的現(xiàn)象。,10,四、結(jié)焦的預(yù)防,一、堵塞漏風(fēng)漏風(fēng)過(guò)大會(huì)促進(jìn)結(jié)焦，如爐底漏風(fēng)會(huì)使?fàn)t膛出口處結(jié)焦；空氣預(yù)熱器漏風(fēng)，使?fàn)t內(nèi)空氣量不足，也會(huì)導(dǎo)致結(jié)焦等。漏風(fēng)有害而無(wú)利，應(yīng)盡可能予以堵塞。運(yùn)行時(shí)可用蠟燭尋找漏風(fēng)處，凡漏風(fēng)處蠟燭火被吸向爐內(nèi)。冷爐可以用煙幕彈找漏風(fēng)，燃著煙幕彈，爐內(nèi)保持正壓（關(guān)引風(fēng)擋板，開送風(fēng)機(jī)），凡漏風(fēng)處有煙冒出。堵漏時(shí)最好在爐內(nèi)堵，同時(shí)要注意不要堵住膨脹間隙。,11,結(jié)焦的預(yù)防,二、防止火焰中心偏斜 火焰中心上移，爐膛出口處會(huì)結(jié)焦，為防止結(jié)焦，可采取以下措施：盡量利用下排噴燃器或使噴燃器下傾，以降低火焰中心。但燃燒室下部結(jié)焦時(shí)，應(yīng)采取相反的措施。降低爐膛負(fù)壓，也可以降低火焰中心。但負(fù)壓爐膛不允許正壓運(yùn)行，一般至少保持-50負(fù)壓。采用加強(qiáng)二次風(fēng)旋流強(qiáng)度、降低一次風(fēng)率等方法使著火提前，也 可降低火焰中心。,12,結(jié)焦的預(yù)防,火焰偏斜會(huì)造成水冷壁上結(jié)焦，為防止結(jié)焦，可采取以下措施：對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)，應(yīng)保持各給粉機(jī)的給粉量比較均衡。每個(gè)給粉機(jī)的給粉也要均勻。對(duì)直吹式制粉系統(tǒng)而又采用直流噴燃器切圓燃燒時(shí)，要盡量使四個(gè)角的氣流均勻。為此，做冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將四角的氣流速度調(diào)整到接近相等。切圓不宜過(guò)大，以免氣流貼墻，造成水冷壁結(jié)焦。,13,結(jié)焦的預(yù)防,三、保持合適的空氣量 火焰中心上移，爐膛出口處會(huì)結(jié)焦，為防止結(jié)焦，可采取以下措施：空氣量過(guò)大，爐膛出口煙溫可能升高；空氣量過(guò)小，可能出現(xiàn)還原性氣體，這些都會(huì)導(dǎo)致結(jié)焦，因而應(yīng)控制好二氧化碳值或氧量值，保持合適的過(guò)?？諝庀禂?shù)。,14,結(jié)焦的預(yù)防,四、做好燃料管理，保持合適的煤粉細(xì)度電廠燃用的燃料應(yīng)長(zhǎng)期固定，如果燃料多變，則要求燃用前能得到化驗(yàn)報(bào)吿、以便及時(shí)研究燃燒方法。煤中混雜的石塊應(yīng)清除掉，過(guò)濕的煤應(yīng)經(jīng)干燥再送往鍋爐房。這些對(duì)防止結(jié)焦都有好處。煤粉過(guò)粗，會(huì)使火焰延伸，爐膛出口處易結(jié)焦；同時(shí)，粗粉落人冷灰斗，在一定條件下會(huì)形成再燃燒，造成冷灰斗結(jié)焦。但煤粉過(guò)細(xì)則不經(jīng)濟(jì)又易爆，故應(yīng)保持煤粉的合適細(xì)度。,15,結(jié)焦的預(yù)防,五、加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視，加強(qiáng)吹灰打焦運(yùn)行中，應(yīng)根據(jù)參數(shù)指示和實(shí)際觀察來(lái)判斷是否有結(jié)焦現(xiàn)象。例如燃燒室出口結(jié)焦時(shí)，參數(shù)反應(yīng)為：過(guò)熱汽溫偏高、減溫水量增大，排煙溫度升高，燃燒室負(fù)壓減小甚至有正壓，煤粉量增加等。此時(shí)，可通過(guò)檢査孔觀察爐膛出口處，如有結(jié)焦，應(yīng)及時(shí)打掉以免結(jié)焦加劇。另外，及時(shí)吹滅打焦也是防止結(jié)焦的有效措施。,16,結(jié)焦的預(yù)防,六、提高檢修質(zhì)量鍋爐檢修時(shí)應(yīng)徹底清除爐內(nèi)積存灰焦，并做好漏風(fēng)試驗(yàn)以堵塞漏風(fēng)。根據(jù)運(yùn)行中的燃燒工況、結(jié)焦部位和結(jié)焦程度，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整噴燃器。燒壞的噴燃器應(yīng)修復(fù)或更換。,17,第二節(jié) 受熱面的積灰,受熱面的積灰鍋爐受熱面上積灰時(shí)常見的現(xiàn)象。由于灰的導(dǎo)熱系數(shù)小，因此積灰使熱阻增加，熱交換惡化，以致排煙溫度升高，鍋爐效率降低，積灰嚴(yán)重而形成堵灰時(shí)，會(huì)增加煙道阻力，使鍋爐出力降低，甚至被迫停爐清理。廣義地說(shuō)鍋爐積灰，包括爐膛受熱面的結(jié)焦、高溫對(duì)流過(guò)熱器上的高溫黏結(jié)灰。低溫空氣預(yù)熱器上的低溫黏結(jié)灰和對(duì)流受熱面上積聚的松灰等。黏結(jié)灰與腐蝕有關(guān)，在腐蝕一節(jié)中討論，結(jié)焦已在前面討論過(guò)，這一節(jié)只討論狹義的積灰，即松灰的積聚。,18,一、積灰的機(jī)理,松灰的積聚情況，隨著煙速的不同而不同，（圖）三種煙速下的積灰情況。由圖可知，積灰主要積在背風(fēng)面，迎風(fēng)面很少。而且，煙速越高，積灰越少。迎風(fēng)面甚至沒有。灰粒是依靠分子引力或靜電引力吸附在管壁上的，而管子的背風(fēng)面由于有旋渦區(qū)，因而能使細(xì)灰積聚下來(lái)。飛灰顆粒一般都小于200m，但大多數(shù)是10-20m的顆粒。當(dāng)煙氣橫向沖刷管子時(shí)，管子背風(fēng)面產(chǎn)生旋渦區(qū)，氣體向管子接近時(shí)，流動(dòng)方向改變，然后繞過(guò)管子，并在管子的中部離開管子壁面，這樣，管子的背面產(chǎn)生旋渦運(yùn)動(dòng)，將很多小灰粒旋了進(jìn)去，并沉積在管壁上。進(jìn)人旋渦區(qū)的灰粒大多小于30m，而沉積下來(lái)的灰粒都小于 10m。,19,積灰的機(jī)理,灰粒越小，其單位質(zhì)量的表面積就越大，因而相對(duì)的分子引力就越大。小于3-5m的灰粒與管壁接觸時(shí)，其分子引力可大于本身重量，從而使它吸附在管壁上。煙氣中的灰?？梢员桓袘?yīng)而帶有靜電荷。帶電荷的灰粒與管壁接觸時(shí)，有靜電力的作用。當(dāng)靜電力大于灰粒本身重量時(shí)，灰粒便吸附在管壁上。一般小于10m的帶電灰粒都能吸附住，甚至小于20-30m的帶電灰粒也能吸附在管壁上。,20,積灰的機(jī)理,大的灰粒不但不沉積，而且會(huì)沖擊管壁而使積灰減輕。所以，管子正面的積灰少?；伊５某练e過(guò)程是開始積聚很快，以后由于大灰粒的沖擊使積聚的速度減慢。到積聚上的灰和沖擊掉的灰相等時(shí)，灰粒的積聚和沖去達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，積灰就不再增加了。只有因外界條件改變而破壞這個(gè)平衡時(shí)（如煙速變化）。才會(huì)改變積灰的情況，一直到建立新的動(dòng)態(tài)平衡為止。,21,二、影響積灰的因素,積灰程度與煙氣流速、飛灰顆粒度、管束結(jié)構(gòu)特性等因素有關(guān)。1、煙氣流速積灰程度與煙氣流速有很大的關(guān)系。煙速越高，灰粒的沖刷作用越大，因而背風(fēng)面的積灰越少，迎風(fēng)面的積灰更少甚至沒有。如煙速小于 2.53m/s時(shí)，迎風(fēng)面也有較多的積灰，當(dāng)煙速大于810m/s ，迎風(fēng)面一般不沉積灰粒。2、飛灰顆粒度如果粗灰多，則沖刷作用大而積灰輕。如果細(xì)灰多，則沖刷作用小而積灰較多。,22,影響積灰的因素,3、管束的結(jié)構(gòu)特性錯(cuò)列布置的管束迎風(fēng)面受沖刷，背風(fēng)面受沖刷也較充分，故積灰比較輕。順列布置的管束背風(fēng)面受沖刷少，從第二排起，管子迎風(fēng)面也不受正面沖刷，因此積灰較嚴(yán)重。如果減小縱向管間節(jié)距，對(duì)錯(cuò)列管束來(lái)說(shuō)，由于背風(fēng)面沖刷更強(qiáng)烈，所以積灰減輕；對(duì)順列管束來(lái)說(shuō)，相鄰管子的積灰更容易搭積在一起，而形成更嚴(yán)重的積灰。減小管子直徑，飛灰沖擊機(jī)會(huì)加大，因而積灰減輕。采用小管徑管子 制造鍋爐受熱面還有放熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)時(shí)正得到廣泛 的應(yīng)用。,23,三、減輕積灰的方法,1、定期吹灰尾部受熱面應(yīng)有合適的吹灰裝置，并應(yīng)堅(jiān)持定期吹灰的制度。2、控制煙氣流速提高煙氣流速，可以減輕積灰，但會(huì)加劇磨損。為了使積灰不過(guò)分嚴(yán)重，在額定負(fù)荷時(shí)，煙氣流速不得小于5-6m/s，一般可以保持在8-10m/s。3、采用小管徑、錯(cuò)列布置如省煤器可采用25-32mm的管子，這樣積灰可以輕一些,24,第三節(jié) 受熱面的磨損,第三節(jié) 受熱面的磨損煤粉爐的磨損危害很大，鍋爐大修時(shí)要用很多工時(shí)來(lái)修復(fù)或更換磨損的部件，而且磨損還會(huì)造成受熱面泄漏。鍋爐中的飛灰磨損都帶有局部的性質(zhì)，煙氣走廊區(qū)、蛇形管彎頭、管子穿墻部位、管式空氣預(yù)熱器的煙氣入口處及灰分濃度大的區(qū)域等磨損比較嚴(yán)重；對(duì)被磨損的管子來(lái)說(shuō)，其磨損也不是均勻的。,25,一、磨損的機(jī)理,煤粉爐的煙氣中帶有大量的飛灰粒子。這些飛灰粒子都具有一定的動(dòng)能。煙氣沖刷受熱面時(shí)，飛灰粒子就不斷地沖擊管壁，每一次沖擊，都從管子上削去極其微小的一塊金屬屑，這就是磨損。時(shí)間一長(zhǎng)，管壁因磨損而變薄，強(qiáng)度降低，結(jié)果造成管子的損壞。氣流對(duì)管子表面的沖擊有垂直沖擊和斜向沖擊兩種。沖擊角（氣流方向與管子表面切線方向之間的夾角）為90時(shí)稱為垂直沖擊，小于90時(shí)為斜向沖擊。（圖）,26,磨損的機(jī)理,垂直沖擊時(shí)，灰粒的作用力方向?yàn)楣茏颖砻娴姆ň€線方向。這時(shí)，管子表面上一個(gè)很小而又極薄的薄層受到?jīng)_擊力的作用而變形成凹坑，當(dāng)沖擊的力超過(guò)其強(qiáng)度極限時(shí)，這個(gè)薄層就被破壞而脫落，這種磨損叫做沖擊磨損。斜向沖擊時(shí)，灰粒作用于管壁的沖擊力可分為兩個(gè)分力，一個(gè)是法線方向的力，一個(gè)是切線方向的力。如上所述，法線方向的力，會(huì)引起沖擊磨損；切線方向的力則起著刮削作用，當(dāng)切向力所產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過(guò)極限強(qiáng)度時(shí)。管壁表面被刮去極微小的一塊金屬屑，這種磨損叫做切削磨損。,磨損的機(jī)理,由于管子是圓形的，因而管子表面更多的是受到灰粒的斜向沖擊。所以切削磨損所占的比重較大。但正對(duì)氣流方向的表面也有明顯的麻點(diǎn)，表明此處受到?jīng)_擊磨損的作用。實(shí)踐和理論都說(shuō)明，管子上的磨損是不均勻的。例如，當(dāng)氣流橫向沖刷管束時(shí)，第一排管子磨損最嚴(yán)重處是偏離管子沿氣流方向的中心線30-40的地方，圖。從第二排管子往后，磨損情況與管電的排列方式有關(guān)：錯(cuò)列管以正面迎風(fēng)。磨損最嚴(yán)重處為25-35的地方；順列管以側(cè)面迎風(fēng)，磨損最嚴(yán)重處為60的地方。顯然，磨損最嚴(yán)重處正是沖擊力和切向力的綜合磨損作用最大的地方。不但一根管子的磨損不均勻，管束中各排管子的磨損也不均勻?？梢?，整個(gè)鍋爐的磨損部帶有局部的性質(zhì)，磨損程度很不均衡。,28,二、影響磨損的因素,影響磨損因素主要有飛灰速度、飛灰濃度、灰粒特性、管束的結(jié)構(gòu)特性和飛灰撞擊率等。1、飛灰速度磨損量與飛灰速度的三次方成正比。煙氣流速增加一倍， 磨損量要增加七倍。所以，控制煙氣流速對(duì)減輕磨損是很有效的。但是，煙氣流速降低，會(huì)使對(duì)流放熱系數(shù)降低，以致增加了傳過(guò)一定熱量所需要的受熱面。而且，煙氣流速降低，還會(huì)增加受熱面上的積灰和堵灰。因此，應(yīng)進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定最佳的煙氣流速。在煙氣走廊區(qū)，煙氣流速特別高，有時(shí)可比平均流速大3-4倍，這樣，磨損將增加幾十倍。,30,影響磨損的因素,2、飛灰濃度飛灰濃度增大，灰粒沖擊次數(shù)增多，因而磨損加劇。所以，燒多灰分的煤時(shí)，磨損嚴(yán)重。此外，鍋爐中飛灰濃度大的局部地區(qū)，磨損更嚴(yán)重。3、灰粒特性灰粒特性的影響也相當(dāng)大。具有銳利棱角的灰粒比球形灰粒的磨損嚴(yán)重得多?；伊Ｔ酱?、越硬，磨損越重。省煤器區(qū)的磨損常大于過(guò)熱器區(qū)的，除了管束錯(cuò)列布置的原因外，還因?yàn)槭∶浩鲄^(qū)的煙氣溫度低，灰粒較硬。當(dāng)燃燒工況惡化時(shí)，磨損也會(huì)增加，這是因?yàn)轱w灰中含碳量增加，而焦炭的硬度比灰粒要高。,31,影響磨損的因素,4、管束的結(jié)構(gòu)特性管子的排列情況對(duì)管子磨損的影響也很大。煙氣橫向沖刷時(shí)，錯(cuò)列管束的磨損比順列管束的嚴(yán)重。錯(cuò)列管束第二、三排磨損最重，這是因?yàn)闅饬鬟M(jìn)人管束后流速增加，動(dòng)能加大，而第四排后動(dòng)能被消耗去一部分，磨損又減輕了。順列管束第五排以后磨損嚴(yán)重，這是因?yàn)榛伊Ｓ卸栊裕S著氣流速度的增大灰粒還有一個(gè)加速過(guò)程，到第五排時(shí)才能達(dá)到全速。煙氣縱向沖刷時(shí)，磨損將大為減輕。這是因?yàn)榭v向沖刷時(shí)灰粒沿管軸方向運(yùn)動(dòng)，打擊管壁的可能性大大減小。,32,三、減輕磨損的措施,5、飛灰撞擊率飛灰撞擊管壁的機(jī)會(huì)率由多種因素決定。一般地說(shuō)，飛灰顆粒大、飛灰比重大、煙氣流速快、煙氣黏度小，則飛灰的撞擊機(jī)會(huì)就多。根據(jù)以上的討論可以知道，減輕磨損的積極措施應(yīng)該應(yīng)該是控制煙氣流速，尤其是煙氣走廊區(qū)的煙氣流速。如管子彎頭與墻之間的距離要盡量小些，管間距離要盡量均勻等。但是局部區(qū)域煙速過(guò)高是難以避免的，所以 應(yīng)在管子易磨損處加裝防磨裝置，檢修時(shí)予以更換。,33,第四節(jié) 受熱面的煙氣側(cè)腐蝕,受熱面的煙氣側(cè)腐蝕一、低溫對(duì)流受熱面的煙氣側(cè)腐蝕低溫對(duì)流受熱面的煙氣側(cè)腐蝕（簡(jiǎn)稱低溫腐蝕）主要出現(xiàn)在低溫段空氣預(yù)熱器的冷端。腐蝕使受熱面很快穿孔、損壞，嚴(yán)重時(shí)只要三四個(gè)月就要更換受熱面，對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行影響很大，也增加了金屬和資金的消 耗。與腐蝕同時(shí)，還出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象，使煙道通風(fēng)阻力增加，排煙溫度提高，甚至被迫停爐，大大影響了鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性。下面討論低溫腐蝕的基本規(guī)律和減輕的方法。,34,一、低溫對(duì)流受熱面的煙氣側(cè)腐蝕,1、煙氣的水露點(diǎn)、酸露點(diǎn)和低溫腐蝕 煙氣進(jìn)人低溫受熱面后，其中的水蒸氣可能由于煙溫降低或在接觸溫度較低的受熱面時(shí)發(fā)生凝結(jié)。煙氣中水蒸氣開始凝結(jié)的溫度稱為水露點(diǎn)。純凈水蒸氣的露點(diǎn)決定于它在煙氣中的分壓力。常壓下燃用固體燃料的煙氣中，水蒸氣的露點(diǎn)低達(dá)45-54。 可見，一般不易在低溫受熱面發(fā)生結(jié)露，但如果凝結(jié)時(shí)可能使受熱面金屬產(chǎn)生氧腐蝕。,35,低溫對(duì)流受熱面的煙氣側(cè)腐蝕,當(dāng)燃用含硫燃料時(shí)，硫燃燒后形成二氧化硫，其中一部分會(huì)進(jìn)一步氧化成三氧化硫。三氧化硫與煙氣中水蒸氣結(jié)合成為硫酸蒸氣。煙氣中硫酸蒸氣的凝結(jié)溫度稱為酸露點(diǎn)。它比水露點(diǎn)要高很多。煙氣中三氧化硫（或者說(shuō)硫酸蒸氣含量愈多，酸露點(diǎn)就愈高。酸露點(diǎn)可達(dá)140- 160甚至更高。煙氣中硫酸蒸氣本身對(duì)受熱面金屬的工作影響不大。但當(dāng)它在壁溫低于酸露點(diǎn)的受熱面上凝結(jié)下來(lái)時(shí)，就會(huì)對(duì)受熱面金屬產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用。這種由于金屬壁溫低于酸露點(diǎn)而引起的腐蝕稱為低溫腐蝕。三氧化硫的形成主要有兩種方式，一是在燃燒反應(yīng)中，二氧化硫與火焰中的原子狀態(tài)氧反應(yīng)，生成三氧化硫。二是二氧化硫在煙道中遇到氧化鐵（Fe2O3）或氧化釩（V2O5）等催化劑時(shí)，與煙氣中的過(guò)剩氧反應(yīng)生成三氧化硫。,36,低溫對(duì)流受熱面的煙氣側(cè)腐蝕,煙氣中的三氧化硫量是很少的。但是極少量的三氧化硫，就會(huì)使煙氣露點(diǎn)提高到不允許的程度。例如，煙氣中硫酸蒸氣含量為0.005% (即十萬(wàn)分之五）時(shí)，露點(diǎn)即提高到130150。低溫受熱面的腐蝕與低溫黏結(jié)灰是相互促進(jìn)的。硫酸蒸氣的凝結(jié)，一方面造成腐蝕，一方面又能粘住飛灰，飛灰與硫酸會(huì)生成堅(jiān)硬難除的水 泥質(zhì)黏結(jié)灰。黏結(jié)灰使受熱面壁溫又下降，促使硫酸凝結(jié)得更多，于是腐蝕加重、黏結(jié)灰加多。,37,二、影響低溫腐蝕的因素,由上述可知，低溫腐蝕與煙氣露點(diǎn)（即硫酸露點(diǎn)）有關(guān)，如果煙氣露點(diǎn)很低，腐蝕就不容易發(fā)生；如果煙氣露點(diǎn)很高，腐蝕就不易避免。當(dāng)煙氣中含有很微量的硫酸蒸氣時(shí)，隨著硫酸蒸氣量的增加，煙氣露點(diǎn)溫度就急劇增高，到硫酸蒸氣量達(dá)0.01%以上時(shí)，煙氣露點(diǎn)就提高不多了。煙氣中水蒸氣含量對(duì)煙氣露點(diǎn) 也有影響，但影響不大。煙氣中硫酸蒸氣量超過(guò)0.01%時(shí)，煙氣露點(diǎn)雖提高很少，并不等于腐蝕程度也不增高了。因?yàn)闊煔庵泻蛩嵴魵庠蕉?，凝結(jié)下來(lái)的酸量也越多，所以腐蝕也越嚴(yán)重。煙氣中硫酸蒸氣量加多，既提高煙氣露點(diǎn)，又增多硫酸凝結(jié)量，因而提高了腐蝕程度。硫酸蒸氣量決定于三氧化硫量，所以說(shuō)三氧化硫量的多少對(duì)腐蝕程度有決定性的影響。,38,影響低溫腐蝕的因素,煙氣中三氧化硫的形成與燃料硫分、火焰溫度、燃燒熱強(qiáng)度、燃燒空氣量、飛灰性質(zhì)和數(shù)量以及催化劑的作用等有關(guān)。1.硫分越多則煙氣中的三氧化硫越多。2.火焰溫度高或燃燒強(qiáng)度大，則火焰中的原子氧增多，因而三氧化硫也多。3.過(guò)量空氣增加，也會(huì)使火焰中原子氧增加，從而增加了三氧化硫。4.飛灰中有些物質(zhì)如Fe2O3、V2O5等有催化作用，使SO2再氧化成SO3。但飛灰中未燃盡的焦炭粒以及飛灰中的鈣鎂氧化物和磁性氧化鐵卻有吸收或中和二氧化硫和三氧化硫的作用，因而飛灰多往往三氧化硫量小。,39,影響低溫腐蝕的因素,5.催化劑的作用是很顯然的，但是催化劑的催化能力與溫度有關(guān)，約壁溫為500-600時(shí)催化能力最強(qiáng)，這正是過(guò)熱器管壁的溫度范圍， 所以Fe2O3與V2O5會(huì)在過(guò)熱器區(qū)使較多的二氧化硫變成三氧化硫。 由以上分析可知，油爐的低溫腐蝕可能最嚴(yán)重，因?yàn)橛椭杏锈C的氧化物，油的燃燒強(qiáng)度大而飛灰少，因而燃油時(shí)三氧化硫多，煙氣露點(diǎn)高。如果燒高硫油則三氧化硫更多，煙氣露點(diǎn)更高。煤粉爐的煙氣露點(diǎn)要低得多。,40,三、減輕低溫腐蝕的措施,減輕低溫腐蝕的措施 減輕低溫腐蝕的途徑有兩條:一是減少二氧化硫的量，這樣不但露點(diǎn)降低，而且減少了凝結(jié)量，使腐蝕減輕；二是提高空氣預(yù)熱器冷端的壁溫，使之高于煙氣露點(diǎn)，至少應(yīng)高于腐蝕速度最快時(shí)的壁溫，這是防止低溫腐蝕最有效的方法。實(shí)現(xiàn)前一途徑的有燃料脫硫、低氧燃燒，加入添加劑等方法；實(shí)現(xiàn)后一途徑的有熱風(fēng)再循環(huán)、加暖風(fēng)器等方法。另外還可以采用抗腐蝕材料制作低溫受熱面。 燃料脫硫。如燃煤中黃鐵礦較多，可以在煤進(jìn)入制粉系統(tǒng)之前利用重力不同將黃鐵礦分離出來(lái)，但也只能去掉一部分。燃料中的有機(jī)硫很難去除。油的脫硫方法目前還在研究中,減輕低溫腐蝕的措施,（2）低氧燃燒。鍋爐采用配風(fēng)更為合理的噴燃器和較好的自控裝置的條件下，可以實(shí)現(xiàn)低過(guò)量空氣系數(shù)的燃燒。據(jù)有關(guān)資料介紹，在保持完全燃燒的情況下，噴燃器出口的過(guò)置空氣系數(shù)可低至 = 1.01-1.03。 低氧燃燒.必須強(qiáng)調(diào)燃燒要完全，否則不但經(jīng)濟(jì)性差，而且煙氣中仍會(huì)有較多的氧氣，達(dá)不到降低三氧化硫量的目的。低氧燃燒，還必須控制漏風(fēng)，否則氧量仍會(huì)增大，使用膜式水冷壁能較好地控制漏風(fēng)。 低氧燃燒能使煙氣露點(diǎn)大大下降，能有效地減輕低溫腐蝕和低溫黏結(jié)灰。,減輕低溫腐蝕的措施,（3）采用熱風(fēng)再循環(huán)。（4）采用暖風(fēng)器。空氣預(yù)熱器前的風(fēng)道中加裝熱交換器。（5）空氣放熱器冷端采用抗腐蝕材料。用于管式空氣預(yù)執(zhí)器的抗腐蝕管材有鑄鐵管、玻璃管，09銅管等。用于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器受熱面的抗腐蝕受熱元件有不銹鋼波形板，陶瓷等。采用抗腐蝕材料雖可減輕腐蝕。卻不能防止低溫黏結(jié)灰，因而，必須加強(qiáng)吹灰。,高溫對(duì)流受熱面的煙氣側(cè)腐蝕,高溫對(duì)流受熱面的煙氣側(cè)腐蝕 高溫對(duì)流受熱面的煙氣側(cè)腐蝕是指過(guò)熱器、再熱器及其吊掛零件的煙氣側(cè)腐蝕，簡(jiǎn)稱高溫腐蝕。 煤粉爐中，汽溫高于510以上時(shí)才發(fā)生高溫腐蝕，汽溫高于565攝氏度時(shí)腐蝕較嚴(yán)重。 雖然化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過(guò)很多中間過(guò)程，有些物質(zhì)生成又耗去，耗去又生成，但是實(shí)質(zhì)上是鐵的氧化過(guò)程。,減輕高溫腐蝕的措施,減輕高溫腐蝕的措施 高溫腐蝕的生成必須有兩個(gè)條件：一是灰中有升華灰成分，如煤中有 鉀、鈉、硫，油中有釩、鈉等，而且這些成分可以生成腐蝕劑，如煤粉爐中有復(fù)合硫酸鹽，油爐中有五氧化二釩等；二是有使腐蝕劑液化的溫度，如復(fù)合硫酸鹽在550-710、氧化釩在580以上時(shí)為液態(tài)。 高溫腐蝕的程度主要與溫度有關(guān)，溫度越高，腐蝕越嚴(yán)重。另外，腐蝕程度也與腐蝕劑的多少有關(guān)，腐蝕劑越多，腐蝕越嚴(yán)重。 要完全防止高溫腐蝕，可以去掉灰中的升華灰成分，這顯然是做不到 的。所以只有控制管壁溫度是較有效的辦法。即使不能完全防止高溫腐蝕，也可以減輕腐蝕程度。,減輕高溫腐蝕的措施,控制管壁溫度的辦法有： （1）將過(guò)熱汽溫、再熱汽溫限制在一定的范圍內(nèi)，我國(guó)趨向于將汽溫規(guī)定為540/540。 （2）固定件和吹灰器等易腐蝕部件應(yīng)安置在低溫區(qū)，最好用工質(zhì)冷卻的管子作為支吊件來(lái)代替不冷卻的耐熱鋼支吊件。 （3）合理布置過(guò)熱器與再熱器，使金屬壁溫維持在腐蝕危險(xiǎn)溫度以下，比如將過(guò)熱蒸汽出口管段布置在煙溫較低的地方等。除了控制壁溫外，采用耐腐蝕材料等也是可以考慮的方法，但這些方法目前還不成熟。,爐膛水冷壁的管外腐蝕,爐膛水冷壁的管外腐蝕 爐膛水冷壁的管外腐蝕也叫做高溫腐蝕，它主要發(fā)生在液態(tài)排渣爐的水冷壁上。但是，只要條件具備，任何型式、參數(shù)和容量的鍋爐都會(huì)發(fā)生這種腐蝕。 這種腐蝕的速度很快，較嚴(yán)重的平均管壁減薄為0.50.7mm/年，更嚴(yán)重的甚至達(dá)到24mm/年。腐蝕的部位一般都在燃燒器區(qū)域。 某電廠兩臺(tái)高壓液態(tài)排液爐曾發(fā)生嚴(yán)重的水冷壁管外腐蝕，腐蝕部位