32. Процессы на внешней стороне поверхностей нагрева

Вместе с органической массой твердого топлива в топочную камеру парового котла поступают различные минеральные примеси, которые в зоне высоких температур преобра­зуются; часть из них плавится, соединяется в более крупные частицы и выпадает в низ топки в виде шлака, а основная масса мелких золовых частиц уносится продуктами сгора­ния. Поведение золовых частиц в газоходах и топке зависит от химического состава и их физических свойств (температуры плавления, вязкости, теплопроводности и др.).

В топочной камере в зонах контакта вы­сокотемпературных газов с экранами могут возникать быстро нарастающие отложения. Они определяются набросом на поверхность труб частиц золы и шлаков, находящихся в полужидком размягченном состоянии, которые затем охлаждаются и прочно схва­тываются с поверхностью. Этот процесс на­зывается шлакованием.

Шлакова­нию, кроме экранов топочной камеры, подвер­гаются ширмы, пакеты конвективного пере­гревателя в области температур газов до 600—700°С. Спекшиеся отложения могут пе­рекрывать межтрубные промежутки шириной до 400 мм. Горизонтальные и слабонаклон­ные трубы шлакуются интенсивнее, чем вер­тикальные.

В зоне относительно низких температур газового потока (менее 600—700°С), харак­терных для поверхностей конвективной шахты, наиболее распространены сыпучие отложения. Плотный подслой на поверхности труб здесь отсутствует, так как конденсация паров ще­лочных металлов уже завершилась.

Оседание средних фракций золы на тру­бах увеличивается приблизительно пропор­ционально скорости потока. В то же время разрушающее слой действие крупных частиц растет пропорционально скорости в третьей степени, поэтому с увеличением скорости от­ложения на трубах уменьшаются. Проведен­ными исследованиями (рис. 16.2) доказано, что интенсивность загрязнений не зависит от на­правления движения потока, поперечно омы­вающего поверхность. Вертикальные зме-еви-ковые поверхности в сравнимых условиях имеют меньшее загрязнение.

Большое влияние на степень загрязнения поверхности оказывают тип пучка труб (шах­матный или коридорный) и продольный шаг труб 5₂ в шахматном пучке. При равных про­чих условиях (скорость газов, диаметр труб) коэффициент загрязнения коридорного пучка в 1,7—3,5 раза больше, чем шахматного (рис. 16.4).

При скорости газов менее 3—4 м/с загряз­нение труб сильно увеличивается. Эксплуата­ция поверхностей котла с такими низкими скоростями не рекомендуется..

При сжигании высокосернистых мазутов на поверхностях нагрева в зоне температур газов ниже 600°С образуются как липкие от­ложения, так и плотные стекловидного типа. Липкие отложения на поверхностях нагрева конвективных перегревателей, экономайзеров содержат преимущественно соединения вана­дия и сульфаты. В плотных отложениях преобладают сульфаты железа и окислы кальция и натрия. Отложе­ния при сжигании мазутов имеют тенденцию к быстрому росту, что приводит к заметному снижению теплообмена, увеличению сопротив­ления газового тракта и ограничению рабочей кампании парового котла.