Повреждения воздухоподогревателей

7.2.  Повреждения воздухоподогревателей

Повреждения стальных трубчатых воздухоподогревате­лей могут быть вызваны коррозией поверхностей нагрева, износом летучей золой газоходов, пережогом поверхностей нагрева, перетеканием воздуха в газовый тракт и присосами воздуха через неплотности обмуровки и обшивки воздухоподогревателя.

Входные участки труб воздухоподогревателей на длине 250 мм от трубной доски подвержены интенсивному золово­му износу, изнашивается также трубная доска.

При недостаточном внимании обслуживающего персонала в период эксплуатации к поддержанию нормального избытка воздуха в топке и плотности газоходов скорость газов возрастает и износ усиливается. Возрастают также местные скорости при неравномерности поля скоростей в газоходе.

Рис. 7.1. Защита труб воздухопо­догревателя от износа и изоляция трубной доски:

1 – труба воздухоподогревателя; 2 – трубная доска; 3 – защитная разрез­ная втулка; 4 – тепловая и противоизносная защита трубной доски; 5 – наблюдающиеся места золового изно­са труб и доски; 6 – проволочная ар­матура

Рекомендуемые материалы

На рис. 7.1 показаны вариант защиты от износа труб посредством установки разрезных стальных втулок и тор­кретирование трубной доски от воздействия высокой тем­пературы дымовых тазов.

7.2.1. Загорание сажи и отложений уноса.

Повреждения стальных воздухоподогревателей могут быть при загорании сажи и отложений уноса в газоходах. Если загорание не будет вовремя замечено персоналом, возможен выход из строя воздухоподогревателя из–за сплавления металла. Причиной аварии бывает неправильный топочный режим: с дымлением и уносом в газоходы несгоревших частиц топ­лива и сажи образующиеся на поверхностях нагрева и своевременно не сдуваемые отложения создают очаги тле­ния.

Пережоги воздухоподогревателей происходят в резуль­тате горения в газоходах отложений несгоревших частиц топлива и сажи. При повышении их температуры, появле­нии искры отложения воспламеняются и горят. Температу­ра в газоходах быстро повышается, и, если не принять срочных мер, может произойти повреждение воздухоподо­гревателя и дымососа. При скоплении в газоходах большого количества отложений и попадании в них искры может произойти взрыв газов, приводящий к разрушению оборудования.

Признаками воспламенения отложений в газоходах мо­гут быть повышение температуры продуктов гонения после экономайзера и воздухоподогревателя против обычной для данной нагрузки котла, разогрев обшивки газохода, а так­же появление дыма, пламени из гляделок (люков) газо­ходов, уплотнений валов дымососа, в некоторых случаях – искр и пламени из дымовой трубы. При этом необходимо срочно остановить котел, прекратить подачу воздуха и уменьшить тягу, одновременно подав насыщенный пар в газоход.

Наиболее часты загорания воздухоподогревателей при работе на мазуте, а также в период пусковых работ при не­достаточно подготовленном обслуживающем персонале.

Неполное горение, с дымлением и большим уносом, про­исходит при сжигании в камерных топках пыли с подсве­чиванием мазутом; подсвечивание производится обычно при малой нагрузке или при работе на топливе плохого качества, когда затруднительно установить устойчивое и экономичное горение.

Котлы с топками, оборудованными мазутными форсун­ками, должны иметь эффективную обдувку воздухоподо­гревателей и сигнализацию предельно допустимой темпе­ратуры уходящих газов.

При эксплуатации котла надзор и уход за воздухоподо­гревателем заключается в контроле температуры газов по­сле него, газового сопротивления и отсутствия присоса, а также в регулярной обдувке и наружном осмотре.

7.2.2. Предварительный подогрев воздуха

 Во избежание кор­розии и больших отложений золы на поверхностях нагрева воздухоподогревателя обеспечивают требуемую температу­ру воздуха на его входе. Надлежащий температурный ре­жим металла воздухоподогревателей может быть обеспе­чен с помощью предварительного подогрева холодного воздуха. Если требуется подогрев холодного воздуха на 30–50 ºС, то простым и надежным, способом является ре­циркуляция части горячего или подогретого воздуха во входной участок воздухоподогревателя.

При подогреве подаваемого в воздухоподогреватель воз­духа внешним источником теплоты температура уходящих газов несколько возрастает и экономичность установки немного уменьшается.

Из рассмотренных схем наиболее экономичными являются схемы подачи части горячего воздуха специаль­ным вентилятором в напорный входной короб воздухоподо­гревателя.

ВТИ предложил схему рециркуляции горячего воздуха, отличающуюся значительной экономичностью по сравне­нию с известными – горячий воздух направляется специ­альным вентилятором не в напорный короб для подогре­ва холодного воздуха, поступающего в РВП, а в ту часть набивки (примерно один сектор), которая покидает воз­душную часть воздухоподогревателя. Остальная набивка омывается холодным воздухом.

Проведенный расчетный анализ изменения температуры поверхностного слоя отложений при подогреве холодного воздуха до 60 ºС (доля рециркуляции 20%) и при секци­онном подогреве набивки (доля рециркуляции 1–5%) по­казал, что при входе в газовый поток температура поверхности отложений при их толщине 0,9 мм в последнем слу­чае (при температуре холодного воздуха 10–40 ºС) на 20–30 ºС выше. Применение новой схемы рециркуляции горячего воздуха позволяет примерно на 10 ºС снизить температуру уходящих газов за счет увеличения темпера­турного напора РВП. Теплосъем в выделенном секторе РВП по данным промышленных испытаний составил око­ло 2 %.

Промышленные испытания схемы, которые проводились на котле ПК–47–1, подтвердили ее экономичность по срав­нению с ранее применяемой схемой рециркуляции горяче­го воздуха в напорный короб холодного воздуха. Кроме того, наблюдалось небольшое снижение золового заноса набивки РВП.

Причинами заноса золой могут быть нерациональная конфигурация газового тракта, несимметричное расположе­ние всасывающего короба дымососа и наличие большого количества застойных углов. Значительные отложения несгоревшего топлива в газоходах возникают также из–за плохого распыления мазута, недостаточных нагрева и дав­ления мазута перед форсунками, резких снижений нагрузок котла, неправильного режима топки.

Твердое топливо следует оберегать от увлажнения при хранении и подаче к котлам.

При сжигании топлива, содержащего серу, коррозия воздухоподогревателей усиливается при увеличении влажности дымовых газов, поэтому предпочтительнее механическое распыление мазута, а не паровое; при сливе и дальнейшей подготовке мазута к сжиганию необходимо свести к мини­муму его увлажнение.

Отложения золы особенно значительны при движении га­зов в воздухоподогревателе снизу вверх.

Наиболее распространенным средством предупреждения золового заноса и коррозии воздухоподогревателей за рубе­жом и в нашей стране является предварительный подогрев холодного воздуха в паровых и водяных калориферах. Этот способ более экономичен, чем рециркуляция горячего возду­ха или снижение температуры уходящих газов котла за счет развития поверхности нагрева воздухоподогревателя. Кро­ме того, за счет повышения температуры уходящих газов устраняется коррозия металлических газоходов, дымососов, дымовой трубы, улучшаются условия очистки воздухоподогревателя и рассеивания выбросов в окружающую среду.

Температура подогрева воздуха выбирается в зависимо­сти от способа сжигания и вида топлива. При сжигании ка­менных углей и антрацитов в слоевых топках температура подогрева не должна превышать 200 ºС, а для бурых углей необходим подогрев до 150–200 ºС. Рекомендуемые температуры подогрева воздуха при камерном сжигании различ­ных топлив приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1 – Рекомендуемая температура подогрева воздуха при камерном сжигании топлива

При небольших температурах подогрева воздуха выгод­но располагать сначала экономайзер, считая по ходу газов, затем воздухоподогреватель. При нагревании воздуха вы­ше 300 ºС экономайзер и воздухоподогреватель следует по­менять местами, но в таком случае интервал между темпе­ратурой питательной воды и температурой газов остается весьма малым. Экономайзер будет поставлен в менее вы­годные условия в отношении температурного напора, и не удастся глубоко охладить уходящие газы. В таких случаях экономайзер целесообразно устанавливать в рассечку меж­ду двумя ступенями воздухоподогревателя.

Рекомендуем посмотреть лекцию "Основные методы психологического изучения школьника".

Необходимо иметь в виду, что предварительным подогре­вом холодного воздуха нельзя полностью исключить корро­зию и золовой занос воздухоподогревателя, особенно трубча­того (при сжигании сернистого мазута), в котором воздух должен подогреваться до температуры не ниже  110 ºС. По­этому предварительный подогрев холодного воздуха целесообразно сочетать с другими средствами защиты воздухо­подогревателя от коррозии.

Для уменьшения потерь от низкотемпературной корро­зии применяют разные присадки к топливу. На отечествен­ных электростанциях положительно зарекомендовали себя газообразный аммиак, вводимый в дымовые газы, и разра­ботанная ВТИ водорастворимая присадка на основе хло­ристого магния, подаваемая вместе с топливом, а также присадки, разработанные Всесоюзным научно–исследовательским институтом нефтяной промышленности (ВНИИНП) и выпускаемые в различных модифика­циях (ВНИИНП–102, ВНИИНП–103, ВНИИНП–104, ВНИИНП–105, ВНИИНП–106).

При сжигании высокосернистых мазутов следует при­менять жидкие, минеральные и газообразные присадки.

Испытания присадок на котлах паропроизводитель­ностью 20 т/ч и ниже дали положительные результаты – уменьшилась интенсивность коррозии и золовых отложений при прогреве воздуха перед воздухоподогревателем до 80 – 90 ºС.

Испытания присадок ВНИИНП–102, ВНИИНП–103 на энергетических котлах паропроизводительностью от 100 до 500 т/ч показали, что присадки не повлияли на интенсив­ность коррозии. В отдельных случаях ввод присадок способ­ствовал некоторому улучшению структуры золовых отло­жений на пароперегревателе и экономайзере.

В СССР большое распространение получили жидкие при­садки, вводимые в мазут перед подачей в топку в количестве до 2 кг на 1 т. Ограниченное применение на котлах с труб­чатыми воздухоподогревателями нашла присадка аммиака.