Лекция 33. Устройства по очистке поверхностей нагрева.

Для эффективной, надежной и бесперебойной работы парогенера­тора необходимо, чтобы его поверхности оставались чистыми в продол­жение всего периода эксплуатации агрегата. Наружные загрязнения труб за счет золовых отложений значительно ухудшают теплопередачу. Загрязнения уменьшают также живое сечение для прохода газов и уве­личивают их скорость, что приводит к возрастанию гидравлического со­противления газоходов и износу золой поверхностей нагрева. Шлакова­ние в топке приводит к еще более неприятным последствиям: увеличе­нию температур на выходе из топки, образованию больших трудноудаляемых шлаковых наростов. В районе пароперегревателя загрязнения могут иметь уплотненный характер и состоять из твердых частиц шлака. В области конвективных поверхностей загрязнения обычно рыхлые, лег­ко поддающиеся удалению. Наконец, в области еще более низких тем­ператур газов, где может иметь место выпадение «росы», иногда обра­зуются липкие отложения.

Крупные частицы золы оседают на лобовых частях труб конвектив­ных поверхностей, более мелкие — огибают трубы и, попадая в вихре­вую зону за трубами, оседают на тыльных их частях. Загрязнения, до­стигнув определенной величины, зависящей от геометрических, аэроди­намических и режимных факторов, а также физических свойств золы, в дальнейшем могут не увеличиваться, и новые частицы золы будут про­летать мимо загрязненных труб, не осаждаясь на них. Следовательно, абсолютная величина зольности топлива не влияет на величину загряз­нений. Жидкое шлакоудаление может привести к увеличению загряз­нений, так как здесь размеры частичек золы значительно уменьшаются и снижается ударный эффект самоочистки. При коридорном расположе­нии труб в пучке загрязнения больше, чем при шахматном. Большую роль играют также физические свойства золы. Зола таких топлив, как АШ, сланцы, мазут, создает уплотненные трудноудаляемые отложения.

Удалить шлак или золу с поверхностей нагрева можно, используя: а) динамический напор обдувающей струи пара, воздуха или воды; б) термическое воздействие воды с низкой температурой на раскаленные шлаковые отложения; в) механические эффекты. В соот­ветствии с этим существуют различные способы очистки поверхностей нагрева: 1) самообдувка; 2) обмывка водой; 3) воздушная обдувка

4) паровая или пароводяная обдувка; 5) вибрационная очистка; 6) дро-беочистка. В качестве аварийной меры применяют ручную оббив шлака.

Самообдувка имеет место в компактных малогабаритных пакетах с малыми наружными диаметрами трубок (см. рис. 1-8,а).

Действенность струи обдувочного агента (воздуха, пара, воды и т. д.) определяется ее дальнобойностью. На рис. 18-7 представлены значения относительных скоростей обдувочных агентов в зависимости от относительного расстояния по оси струи:

где — скорость на расстоянии ;

— скорость на выходе из сопла;

— выходной диаметр сопла.

Наибольшей дальнобойностью и наибольшим термическим эффектом, способствующим растрескиванию шла­ка, обладает струя холодной воды. Однако значительный термический эф­фект может привести к переохлажде­нию труб экранов, вызвать расстрой­ство циркуляции и появление темпера­турных напряжений, что в свою очередь может повлечь за собой повреждение металла труб и обмуровки топки.

Воздушная струя имеет более резкое снижение скорости. Кроме того, малый удельный вес воздуха создает незначительный динамиче­ский напор. Обдувка воздухом может быть эффективна только при больших давлениях воздуха — порядка . Перегретый и насыщенный пар при выходе из обдувочного сопла имеет небольшую влажность и близок к состоянию насыщения. Струя насыщенного пара имеет небольшую дальнобойность, однако при поддержании скоростей на выходе из сопла более , что имеет место при давлении

пара порядка , ее действие весьма эффективно.

Если в качестве обдувочного агента применять питательную или парогенераторную воду, которая при истечении из сопла образует паро­водяную смесь с малым паросодержанием, эффект обдувки увеличивает­ся за счет менее резкого падения скоростей и значительного удельного веса пароводяной смеси. Наличие капелек влаги в струе у за­грязненной поверхности способствует лучшей очистке вследствие тер­мического и механического воздействия воды.

Для экранных поверхностей нагрева, а также для фестонов и ширм наиболее эффективна паровая и пароводяная обдувка. Для конвектив­ных пароперегревателей применяется паровая обдувка, хотя она здесь менее эффективна. Наросты золы на лобовых и тыльных частях труб сдуваются обдувочными струями плохо, так как струи имеют направле­ние, совпадающее с направлением движения газов. Для вертикальных конвективных пароперегревателей и ширм находит применение вибра­ционная очистка.

Конвективные поверхности нагрева, расположенные в вертикальном газоходе, невозможно хорошо очистить с помощью обдувки. Наросты на трубах, особенно при многорядных шахматных пучках, недоступны для струй. Кроме того, сдуваемые куски наружных загрязнений могут забивать задние ряды труб экономайзеров и трубные доски воздухопо­догревателей. Наиболее эффективным средством очистки конвективных поверхностей (кроме регенеративных воздухоподогревателей) в настоя­щее время считают очистку дробью, а для регенеративных воздухоподо­гревателей— паровую обдувку и водяную обмывку. Дополнительное преимущество дробевой очистки заключается в том, что она не ограни­чена глубиной газохода, что очень важно для современных мощных парогенераторов.