СПОСОБЫ БОРЬБЫ С ЗАГРЯЗНЕНИЯМИ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
Все средства защиты от загрязнений делят на активные и профилактические. К активным относятся средства по предотвращению или снижению механической прочности отложений. К ним можно отнести присадки, добавляемые в топливо перед его сжиганием, специальные способы сжигания, применение специальных поверхностей нагрева. Профилактические включают различные способы очистки поверхностей нагрева от наружных отложений: паровую и воздушную обдувки, водяную обмывку, обмывку перегретой водой, дробевую очистку, виброочистку и термическую очистку.
Одним из наиболее распространенных средств очистки поверхностей нагрева от шлакозоловых отложений является обдувка, которая может быть применена для очистки практически всех поверхностей нагрева современных котлов. В качестве обдувочного агента широко используется пар или сжатьш воздух, иногда применяется холодная или перегретая вода. Процесс очистки с помощью обдувочной струи характеризуется рядом факторов: динамическим, термическим и абразивным.
Эффективность очистки обдувкой зависит от скорости струи и параметров обдувочного агента, слоя отложений расстояния от сопла до поверхности нагрева и угла подачи струи к поверхности труб (рис. 6.9). Обдувочный агент для очистки поверхностей нагрева следует выбирать в каждом конкретном случае исходя из технико-экономических сопоставлений. Для обдувки поверхностей нагрева используют специальные обдувочные аппараты, которые делятся на стационарные и выдвижные (маловыдвижные и глубоковыдвижные). При температурах продуктов сгорания ниже 600°С применяют обычно стационарные, при более высоких температурах — выдвижные обдувочные аппараты.Наибольшее распространение в СССР получили аппараты, выпускаемые заводом Ильмарине, в которых в качестве обдувочного агента используются насыщенный или перегретый пар, а также сжатый воздух давлением до 4,0 МПа. Все аппараты имеют буквенные обозначения: О — обдувочный, М—маловыдвижной, Н — невыдвижной, Г — глубоковыдвижной, В — вертикальный, П — прерывистого действия, Э — для очистки экранов. Маркируются аппараты следующим образом: ОН; ОМВ; ОГ; ОГП; ОГВ, ОГР-Э; аппарат для обдувки ыяловыдвижной показан на рис. 6.10.
Основными элементами обдувочного аппарата являются обдувочная труба для подвода рабочего агента и механизм привода. При включении обдувочная труба поступательно вдвигается в газоход; когда сопловая головка окажется внутри газохода, труба начинает вращаться и автоматически открываются клапаны для подвода к соплам обдувочного агента. После окончания обдувки электродвигатель переключается на обратный ход и сопловая головка возвращается в исходное положение, что предохраняет ее от чрезмерного нагрева. Зона действия обдувочного аппарата до 2,5 м, а глубина захода до 8 м.
При сжигании топлив, содержащих серу и окиси кальция, натрия, ванадия, на конвективных поверхностях нагрева образуются отложения, быстро переходящие из слабосвязанных в прочные связанные отложения. Подобные отложения возникают также на поверхностях нагрева, работающих с температурой стенки ниже точки росы продуктов сгорания при сжигании топлив, для которых в обычных температурных зонах свойственно образование сыпучих отложений. Для борьбы с ними применяют дробевую очистку, так как при использовании различных способов обдувки паровая струя эффективно удаляет отложения только с первых двух — четырех рядов, а затем быстро гасится, встречая на своем пути препятствие в виде труб шахматного или коридорного пучка.
Схема устройства дробеочистки показана на рис. 6.11. В верхней части конвективной шахты котла помещаются разбрасыватели, которые равномерно распределяют дробь по сечению газохода. При падении дробь сбивает осевшую на трубах золу, а затем вместе с ней собирается в бункерах, расположенных под шахтой. Из бункеров дробь вместе с золой попадает в сборный бункер, из которого пита-тель подает их в трубопровод, где масса золы с дробью подхватывается воздухом и выносится в дробеуловитель, откуда дробь по рукавам вновь подается в разбрасыватели, а воздух вместе с частицами золы направляется в циклон, где происходит их разделение. Воздух из циклона удаляется в газоход перед дымососом, а зола, осевшая в циклоне, сбрасывается в систему золоудаления парогенераторной установки. Транспортирование дроби осуществляется по всасывающей или нагнетательной схеме. При всасываемой схеме рагзрежение в системе создается паровым эжектором или вакуум-насосом. При нагнетательной схеме транспортирующий воздух подается в инжектор от компрессора. Для транспортирования дроби необходимая скорость воздуха 40—50 м/с. Для нормальной очистки шахматных пучков обычно на один цикл очистки через каждые 8 ч работы котла требуется 100—200 кг дроби на 1 м2 сечения газохода, для котлов-утилизаторов металлургических печей и некоторых видов твердых топлив — до 500— 600 кг/м2, а при сжигании мазута с присадками — всего 50—80 кг/м2. Отсюда можно рассчитать расход дроби Gpр через систему дробеочистки по формуле
Основными элементами дробеочистительной установки являются следующие средства: транспортирования дроби в верхнюю часть конвективной шахты; сбора и хранения дроби над конвективной шахтой перед вводом ее в котел и под конвективной шахтой после цикла очистки; распределения дроби по горизонтальному сечению газохода перед очищаемыми поверхностями нагрева; поддержания дроби в чистоте и подготовки для ее последующего использования.
Для обеспечения чистоты пароперегревательных поверхностей нагрева чаще всего используют вибрационную очистку, схема которой показана на рис. 6.12. Наиболее эффективной показала себя высокочастотная очистка с угловой скоростью co>100 Гц (628 рад/с). В настоящее время начинают применяться новые виды очистки поверхностей нагрева: импульсная и термическая. Принцип действия импульсной очистки заключается в следующем: горючая смесь газа и воздуха после смесителя по трубопроводу через запальные камеры поступает в трубы, введенные в пространство между пакетами змеевиков поверхностен нагрева с противоположных сторон газохода котла. Горючая смесь воспламеняется электросвечой, питаемой от блока программного управления. Решающую роль в очистке играют процессы, связанные с выхлопами импульсной камеры, сопровождающимися кратковременным выбросом некоторой массы продуктов сгорания с образованием волн давления. Нужная периодичность выхлопов продуктов сгорания достигается автоматическим прерыванием подачи напряжения.
Термический способ очистки (рис. 6.13) применяется в регенеративных вращающихся воздухоподогревателях. Он заключается в том, что периодически раз в сутки на 10—20 мин воздух, подлежащий подогреву, направляют в обвод воздухоподогревателя, тем самым нагревая его набивку до температуры газов. Вследствие разных коэффициентов линейного расширения металла и высушенных отложений происходит термическое разрушение последних. Разрушенные отложения сдуваются потоком продуктов сгорания. Такой способ также иногда называют обдувкой высокотемпературным потоком продуктов сгорания. Однако широкого распространения этот способ не получил, так как при его использовании несколько возрастает скорость коррозии, что связано с разрушением защитной пленки на поверхности нагрева и ускорением при нагреве скорости химической реакции.
