ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коррозия поверхностей нагрева под влиянием золы из "Процессы в парогенераторах при сжигании сланцев и Канско-Ачинских углей" Загрязнение поверхностей нагрева золовыми отложениями является сложным физико-химическим процессом, который зависит от многих параметров, в том числе от химического и минералогического состава неорганической части топлива, условий превращений неорганической части топлива в топочном процессе, условий сепарации частиц золы в топке, температуры газов в районе поверхности нагрева, температуры металла поверхности нагрева, скорости газового потока, условий обтекания труб, фракционного состава летучей золы, условий очистки поверхности нагрева и т. д. Хотя в настоящее время и известны основные шараметры, от которых зависит процесс загрязнения поверхностей нагрева золовыми отложениями, однако, учитывая чрезвычайную сложность процесса, имеется еще ряд не решенных до конца проблем. [c.8] Особые осложнения возникают в случае образования на поверхностях агрева парогенераторов связанных отложений и особенно когда такие отложения быстро химически связываются через оксидную пленку с металлом труб. [c.8] Загрязнение труб поверхностей нагрева начинается с образования первоначального слоя золовых отложений, который является связывающим звеном между металлом и остальными отложениями. Возникновение первоначального слоя отложений является первым этапом в процессах развития отдельных слоев золовых отложений. Если в топочню м процессе образующаяся зола химически инертна по отношению к металлу, то ее частицы связываются с поверхностью механически. В более сложном случае, когда происходит химическое взаимодействие частиц золы и продуктов сгорания топлива с металлом, то сразу же после соприкосновения частиц с поверхностью появляются химические связи и возникающий слой отложений прочно связывается с поверхностью трубы. [c.8] Причинами возникновения прочно связанного первоначального слоя золовых отложений с металлом при сжигании топлив с высоким содержанием щелочных металлов часто являются конденсация и десублимация соединений щелочных металлов из потока газов на поверхность трубы. [c.8] Сульфаты и хлориды щелочных металлов содержатся в заметном количестве в неорганической части некоторых видов твердого топлива. [c.8] Классификация отложений приведена в 6-1. [c.8] Однако при сжигании большинства топлив сульфаты и хлориды щелочных металлов образуются главным образом в результате превращений неорганической части топлив в топке и газоходах парогенератора. [c.9] Химкко-минералогические свойства первоначального слоя золовых отложений в результате химических превращений со временем изменяются. В итоге этих превращений из первоначального слоя отложений возникает более стабильный слой—подслой. В ходе образования подслоя большую роль имеют процессы перехода хлоридов в сульфаты, сульфатизация свободной и связанной окиси кальция и некоторые другие явления. Формироваиие связанных я связанно-шлаковых отложений на трубах зависит от взаимодействия частиц золы в слое. Причинами связывания частиц золы в плотные отложения могут быть химические реакции между ними, между частицами и газовой средой, а также спекание. Золовые отложения нарастают особенно интенсивно тогда, когда одновременно действуют несколько факторов. [c.9] При сжигании твердых топлив с высоким содержанием кальция особое место в ходе возникновения сульфатносвязанных отложений имеют процессы образования сульфата кальция. Интенсивность образования сульфата кальция, прн прочих равных условиях, в первую очередь определяется наличие.м в летучей золе свободной извести. Источником свободной окиои кальция в золе является разложение кальцийсодержащих минералов, иапример кальцита, доломита и др. Бели окись кальция связана с органическим веществом, то ее освобождение происходит, в ходе термического разложения топлива. [c.9] Сульфат кальция в отложениях может образоваться также на базе связанной окиси кальция. Большей склонностью к сульфатизации обладают частицы золы, в которых окись кальция связана ферритами. Процеосы сульфатизации связанной окиси кальция протекают с меньшей интенсивностью, чем свободной извести. Поэтому одной из возможностей уменьшения загрязнения поверхностей нагрева парогенераторов-кальцийсульфатными золовыми отложениями является связывание в топочном процессе окиси кальция в более сложные соединения. [c.9] Роль щелочных металлов в процессах образования связанных отложений с нарастанием слоя отложений снижается. Вызвано это ухудшением условий конденсации щелочных соединений при повышении наружной температуры отложений. Очевидно, что этот процесс должен существенно зависеть и от температуры продуктов сгорания. [c.9] Плотные (например, кальцийсульфатные) золовые отложения на поверхностях нагрева парогенераторов возникают обычно под силовым воздействием на слой отложений крупных частиц золы или струй пара и т. п. очистительных сил при очистке поверхностей нагрева. При отсутствии силового действия крупных частиц или других сил образующиеся отложения являются обычно слабосвязанными и растут с относительно большой скоростью. Под силовым воздействием на отложения поверхности труб отделяются наиболее слабосвязанные частицы золы. Поэтому химический и минералогический состав плотных золовых отложений отличается от состава обтекающей поверхности нагрева летучей золы. Химический состав золовых отложений тем ближе к составу летучей золы, чем больше доля расплавленных частиц в потоке, т. е. когда на поверхности образуются связанно-шлаковые либо шлаковые отложения. [c.10] При скорости газового потока ниже первой критической располагающиеся на трубах золовые отложения, которые возникают в условиях периодической очистки поверхностей нагрева, имеют обычно двухслойную структуру (кроме подслоя). В таком случае со временем растут -как располагающийся над подслоем плотный слой, так и рыхлый слой (последний особенно интенсивно между очередными очистками). Каждый цикл очистки вызывает прирост толщины плотного слоя на определенную величину. Тепловосприятие поверхностей непосредственно зависит от теплового сопротивления золовых отложений, поэтому тепловая мощность парогенератора и его экономические показатели могут СО временем меняться. [c.10] В условиях лучистого переноса энергии интенсивность теплообмена определяется не только тепловым сопротивлением золовых отложений, но и их радиационными свойствами. Опыты показывают, что сублиматы щелочных соединений могут иметь низкие значения коэффициентов поглощеиня лучистой энергии и вследствие этого часто могут оказывать определяющее влияние на процессы лучистого обмена. Это особенно касается лучистого теплообмена в стадии образования первоначальных золовых отложений (например, после очистки поверхностей натрева от отложений золы до металла). Поэтому могут возникнуть даже такие условия, когда в определенных интервалах времени, несмотря на нарастание теплового сопротивления золовых отложений, тепловосприятие поверхности нагрева увеличивается при неизменном падающем лучистом потоке. [c.10] Вопросы низкотемпературной коррозии при сжигании топлив с высоким содержанием кальция часто не имеют большого значения. Это связано с тем, что образующаяся при этом зола с высоким содержанием окиси кальция способна в газоходах парогенератора химически связывать находящуюся в продуктах сгорания триокись серы в сульфаты и температура точки росы серной кислоты становится заметно ниже точки росы, соответствующей содержанию общей горючей серы в топливе. Но при этом необходимо отметить, что появление точки росы на поверхности нагрева является, очень опасным явлением, поскольку в результате этого может произойти цеме нтацня золы. [c.11] Высокотемпературная коррозия поверхностей нагрева парогенераторов с газовой стороны является процессом окисления металла в потоке продуктов сгорания под влиянием золы топлива. Реакция окисления начинается на поверхности раздела металл — внешняя среда. В процессе окисления на поверхности металла образуется слой окалины, который отделяет металл от золовых отложений и газовой среды. Интенсивность и развитие процесса коррозии со временем во многом,зависят от свойств образующихся продуктов окисления металла. Если в ходе коррозии на поверхности металла возникает плотный слой окалины, то за счет ее хороших защитных свойств процесс окисления является затухающим во времени. При образовании на поверхности металла пористой окалины и если возникающие продукты коррозии улетучиваются, ТО потери металла в зависимости от времени можно приближенно описать линейным законом. [c.11] В настоящее время общепринят механизм окисления Вагнера, по которому основным фактором, определяющим скорость высокотемпературной коррозии, является интенсивность диффузии коррозионноактивных реагентов через оксидную пленку к металлу под воздействием концентрационного градиента. [c.11] Металл поверхностей нагрева в парогенераторах подвергается сложному воздействию продуктов сгорания топлива и золовых отложений. [c.11] В настоящее время не существует единой теории о влиянии отдельных компонентов золы на процессы высокотемпературной коррозии. Как правило, находящиеся на трубах золовые отложения представляют собой сложную многокомпонентную систему. Некоторые компоненты отложений могут значительно ускорить, а другие компоненты, напротив, являются инертными или замедляющими процесс коррозии. [c.11] Вернуться к основной статье