Види і механізм забруднення конвективних поверхонь нагрівання

При спалюванні золовмісних палив на конвективних поверхнях нагрівання котлів утворюються шлакозолові відкладення, в результаті чого знижуються техніко-економічні показники котельних установок.

Відкладання продуктів згоряння палива на поверхні теплообміну призводить до таких наслідків:

·      підвищення температури металу через відкладення на стінках труб призводить до перегріву і появи розривів, а ерозія (знос) - до зменшення товщини стінок труб

·      зменшення теплопередачі (погіршення коефіцієнта теплообміну) на 20% від початкових показників котла при шарі в 2 мм

·      зниження робочих ресурсів котла через корозію труб конвективних поверхонь теплообміну, як результат низки складних фізико-хімічних процесів, що відбуваються в районі виникнення відкладення

·      збільшує споживання палива на 15-20% для підтримки продуктивності котла під час тривалих навантажень.

·      великі втрати виробництва і зниження ефективності через вимушені простої котла для проведення періодичного ручного очищення поверхні теплообміну котла.

·      дедалі більше викидів CO2 в атмосферу, що призводить до погіршення стану індикаторів екології

ВИДИ І ПРИЧИНИ УТВОРЕННЯ ВІДКЛАДЕНЬ ПРОДУКТІВ ЗГОРЯННЯ РОСЛИННОГО ПАЛИВА НА ТЕПЛООБМІННІЙ ПОВЕРХНІ КОТЛА.

Відкладання за температурною зоною утворення: відкладення на низькотемпературних та високотемпературних поверхнях нагрівання.

Перші - формуються в зоні помірних і низьких температур димових газів на поверхні нагрівання, які мають відносно низьку температуру стінки (економайзери та «холодний» кінець повітропідігрівача.

Другі — У зоні високих температур стінки топочної камери, на економайзерах котлів з високими параметрами пара, пароперегрівачів, на гарячому кінці повітропідігрівача.

За характером зв'язку частинок та механічної міцності шару відкладення: поділяються на сипучі, пов'язано-пухкі, зв'язано-міцні та сплавлені (шлакові)

За мінеральним і хімічним складами розрізняють лужно-пов'язані, фосфатні, алюмосилікатні, сульфітні та відкладення з великим вмістом заліза..

Залежно від місця знаходження по периметру труби, що омивається газовим потоком: відкладення діляться на лобові, тильні і відкладення в зонах мінімальної товщини прикордонного шару. Спеклі відкладення на лобових поверхнях труб зазвичай утворюють гребені, висота яких може сягати 200 - 250 мм.

На тильній стороні висота шлакових та зольних відкладень буває меншою. За певних умов спечені зольні відкладення можуть перекривати міжтрубний простір.На тильній стороні висота шлакових та зольних відкладень буває меншою. За певних умов спечені зольні відкладення можуть перекривати міжтрубний простір.

Утворення відкладень може бути пов'язане не тільки з осадженням золи, але і з конденсацією на відносно холодних трубах поверхонь нагріву лужних сполук або оксиду кремнію, що сублімувалися з мінеральної частини палива в процесі його горіння. Температурні межі та інтенсивність конденсації парів лужних сполук та оксиду кремнію на поверхнях нагріву залежать в основному від їхнього парціального тиску в продуктах згоряння.

У багатьох випадках хімічні процеси, які відбуваються у складі шлакоутворення (утворення сульфатозованих зв’язків і д), сильно впливають на формування відношень.

Місця відкладень золи та їх зразкові розміри при різних швидкостях запиленого потоку

Істотно впливають на забруднення труб їхній діаметр, крок між трубами, а також порядок розташування — коридорний або шаховий. Зменшення діаметра труб та поздовжнього кроку у трубних шахових пучках значно зменшує забруднення. У коридорних пучках труб забруднення більше, ніж у шахових.

Для нормальної роботи котла необхідно підігрівувати поверхні нагрівання чистими. Своєчасний контроль за забрудненістю поверхонь теплообміну дозволяє визначити швидкість її збільшення та періодичність очищення котла.

Основними критеріями, які дозволяють встановити необхідність очищення котла, є кількість та склад відкладень а також теплонапруженість поверхонь нагріву.

Для барабанних котлів найбільш теплонапруженою поверхнею нагріву є екранна система, а для прямоточних котлів — нижня радіаційна поверхня теплообміну.

Характеристикою відкладень на поверхнях нагріву є ступінь забрудненості, яка зазвичай виражається в кількості грамів відкладень, наведених до одиниці площі (г/см2).

При встановленні періодичності очищення котла також враховують: 

• можливість видалення відкладень, що утворилися, з мінімальними корозійними втратами металу по окремих поверхнях нагріву; 
• наявність складних компонентів (органічні речовини, силікати і мідь); 
• необхідність монтажу спеціальних циркуляційних схем, що потребують великих витрат коштів та часу.