Ограничение количества воздуха, идущего на горение топлива

7.3.  Ограничение количества воздуха, идущего на горение топлива

Наиболее эффективным средством по снижению низко­температурной сернокислотной коррозии и золового заноса хвостовых поверхностей нагрева является обеспечение полного сгорания топлива и поддержание коэффициента из­бытка воздуха 1,01–1,02. При этом необходимо обеспечить высокую плотность топки и конвективных газоходов для сведения до минимума присосов, что не всегда обеспечива­ется на практике. Внедрение этого мероприятия осложня­ется также неприспособленностью существующих горелочных устройств и систем регулирования для обеспечения про­цесса сжигания топлива с малыми избытками топлива. Следует знать, что при снижении избытка воздуха в ряде случаев возрастают потери с механическим недожогом топ­лива, вследствие чего мелкие частицы кокса дают сажу, отлагающуюся на поверхностях нагрева и способную к самовозгоранию.

По изучению влияния избытков воздуха на коррозию и золовой занос поверхностей нагрева накоплен обширный экспериментальный материал, подтвержденный длительным опытом эксплуатации котлов на отечественных и зарубеж­ных электростанциях. Наибольший эффект получен на котлах, оборудованных трубчатыми воздухоподогревате­лями.

По данным Глаубитце поддержание избытка воздуха ме­нее 1 % при работе котла на мазуте с содержанием серы 2,1 % позволило практически избежать коррозии  и  золо­вого заноса поверхностей нагрева в течение 40000 ч эксплуа­тации.

По данным ВТИ при снижении избытка воздуха с 15 до 2–3 % максимальная скорость коррозии низкотемператур­ных опытных змеевиков, установленных на котлах, работав­ших на мазуте с содержанием серы 2,4–3,2 %, снизилась с 1,25 до 0,3–0,35 г/ (м²·ч).

Приведенные данные получены на котлах, оборудован­ных трубчатыми воздухоподогревателями. Во время испы­таний поверхность нагрева не очищалась.

Предварительные данные длительной эксплуатации кот­ла ТГМП–324 подтверждают перспективность организации сжигания сернистого мазута с малыми избытками воздуха. При избытках воздуха 2–4 %, температуре холодного воз­духа 55–70 ºС, температуре уходящих газов 120–140 ºС и при ежесуточной обдувке воздухоподогревателя перегре­тым паром рост сопротивления и коррозия незначительны. Однако отсутствие надежной автоматики и приборов конт­роля, недостаточная плотность камеры с уравновешенной тягой, работа котлов в регулирующем режиме не позволяют пока повсеместно внедрить указанное эффективное сред­ство предупреждения коррозии и золового заноса.

При сопоставлении данных о химическом составе отло­жений, полученных при работе котла на высокосернистом мазуте (S^р = 2,5–3 %) с избытком воздуха 2–3 %, видно, что в отложениях, снятых с набивки РВП, содержится зна­чительно больше Н₂S0₄ и Fе₂(SО₄)₃, чем на поверхности нагрева, омываемой только дымовыми газами  (табл. 7.2).

Рекомендуемые материалы

Таблица 7.2 – Химический состав отложений

Повышенное содержание сернокислого оксидного желе­за по сравнению с FеSO₄ в отложениях, снятых с набивки РВП, вероятно, связано с периодической продувкой воздуш­ным потоком.

Из–за низкой теплопроводности образовавшихся рыхлых золовых отложений при прохождении набивкой воздушного сектора поверхностный слой отложений охлаждается до бо­лее низкой температуры, чем металл набивки. Чем толще слой отложений, тем ближе температура поверхности к тем­пературе воздуха. На охлаждаемой поверхности отложений при омывании их потоком агрессивных газов обильно кон­денсируются пары серной кислоты, вследствие чего проис­ходит интенсивный золовой занос каналов набивки.

Обладая высокой гигроскопичностью и газопроницаемостью, отложения впитывают в себя серную кислоту, в ре­зультате чего она находится в избыточном количестве у поверхности металла. Наличие отложений препятствует испа­рению серной кислоты в воздушном потоке.

По данным ВТИ и зарубежным публикациям при сжига­нии твердых жидких сернистых топлив антикоррозионными свойствами обладают стекловидные и фарфоровые эмали. С внедрением РВП появилась возможность приме­нения кислотостойких стекловидных эмалей для защиты
листов набивки холодного слоя от коррозии.  

Государственный научно–исследовательский институт стекла, ВТИ и Башкирэнерго на основе применения опыта в химической промышленности кислотостойкой эмали А–32 и их соединительных элементов разработали и. внедрили в производство новую эмаль А–168, характеризующуюся лучшими механическими свойствами.

Положительные результаты достигнуты при использова­нии керамических набивок холодной части регенеративного воздухоподогревателя в виде дырчатых блоков. Отложения, выпадающие на керамической набивке, имеют слабое сцеп­ление с ней и легко удаляются перегретым паром и водой.

Имеется опыт применения набивок регенеративных воздухоподогревателей, покрытых кислотостойкими эмалями. Слой эмали имеет толщину 0,5–0,6 мм. Если металлическая набивка из листов толщиной 1,2 мм выходит из строя через один год, то эмалированная служит 3–4 года. В период экс­плуатации и ремонта указанная набивка требует аккурат­ного обращения, ибо в местах повреждения эмали листы набивки быстро разрушаются.

Эмалированная набивка практически не имеет разруше­ний, в то время как металлические листы толщиной 1,2 мм разрушались от коррозии. Примечателен тот факт, что пер­воначальные дефекты (отколы) в эмалевом покрытии не явились очагом интенсивного разрушения эмали, коррозия локализовалась в местах повреждения покрытия.

На основе данных, полученных на ряде электростанций, работающих на высокосернистом мазуте, при эксплуатации РВП с эмалированным покрытием и с различными способа­ми очистки можно сделать следующие выводы:

1) для изготовления набивки необходимо использовать холоднокатаные стали: Ст0, 5кп, Ст0, 8кп;

2) в качестве покровной эмали небходимо применять кис­лотостойкие стекловидные эмали А–32 и А–168, а также без­грунтовую эмаль А–20;

3) кислотостойкая эмаль должна быть нанесена не менее чем в два слоя;

4) радиус закрепления гофра должен быть не менее 4 мм;

5) для исключения частых водных обмывок и создания бла­гоприятных условий для регулярной паровой обдувки РВП воздух на входе в РВП необходимо подогревать до темпе­ратуры не ниже 50 ºС при температуре уходящих тазов не менее 150 ºС;

6) эффективная очистка РВП обеспечивается регулярными обдувками (частота и длительность определяются для каж­дого конкретного случая) обдувками перегретым паром дав­лением 1,4–1,8 МПа и температурой не менее 350 ºС. При этом обязательным условием является тщательное дренирование паропроводов перёд обдувкой РВП. При необходи­мости производится обмывка воздухоподогревателей низ­конапорной (желательно горячей) технической водой.

Примеры повреждений воздухоподогревателей

Пример 7.1. На котле ТП–30 с шахтной топкой при сжигании подмосковного угля воздухоподогреватель систематически за­бивался летучей золой и уносом. При этом сопротивление его по газу резко увеличивалось. Из–за плохой работы воздухоподогревателя температура горячего воздуха (сушиль­ного агента) была недостаточна, а температура аэросмеси не превышала 50 ºС.

Недосушка угля вызвала снижение производительности мельницы, ухудшение его размола и периодическую пульса­цию факела в топке.    

Через три года эксплуатации котла, работающего на пыли подмосковного угля, было выявлено повреждение труб воздухоподогревателя из–за коррозии в местах входа хо­лодного воздуха. Содержание в угле около 1 % серы и кон­денсация пара на трубах, наиболее интенсивно охлаждае­мых воздухом, явились главной причиной повреждения их коррозией. Имели место случаи течи экономайзера, распо­ложенного над воздухоподогревателем, что также способ­ствовало коррозии и увлажнению газов.

7 Технология производства молока - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

Пример 7.2. Повреждения пластинчатого воздухоподогревателя вбли­зи мест входа воздуха из–за коррозии имели место на котле Бабкок–Вилькокс, работавшем на мазуте. Основными при­чинами повреждений явились низкая температура подавае­мого воздуха и неудовлетворительное состояние воздухоподогревателя – раздутие части пластин со стороны воздуха, затрудняющее проход дымовых газов, что приводило к сни­жению температуры стенки пластин.

Пример 7.3. На ТЭЦ, работавшей на сернистом мазуте с повышенной зольностью (до 0,60–0,75 %), в результате загрязнения в течение одной–двух недель поверхностей нагрева резко возрастало газовое сопротивление котла, почти вдвое, снижалась паропроизводительность, и котел останавливали на очистку. При этом забивались золой трубы воздухопо­догревателя: первая ступень – у выхода газов, вторая сту­пень – у входа газов. Занос труб достигал 1–1,5 м по высоте.

Пример 7.4. Зарегистрировано 84 отказа регенеративных воздухопо­догревателей из–за повреждений деталей и узлов привода, в том числе 12 отказов привели к останову котла. На одной электростанции было шесть отказов РВП вследствие закли­нивания редуктора при повреждении роликовых подшипников быстроходного вала.

Причиной ненадежной работы роликовых подшипников и резиновых сальниковых уплотнений является конструк­тивная недоработка редукторов МПО–2–18.

На другой электростанции четыре отказа произошли из–за отсутствия зацепления в моторедукторе вследствие из­лома стопорного кольца.