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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十六章 结渣和高温积灰及高温腐蚀,第一节 煤粉锅炉受热面的积灰和腐蚀,一、锅炉受热面灰分的沉积,（,1,）炉膛水冷壁结渣,（,2,）高温粘结性积灰,（高温对流受热面）（,700,800,）,（,3,）中低温积灰,1,）松散性积灰（,250,300,）,2,）低温粘结性积灰（,250,300),（松散性积灰，在锅炉的任何受热面上都会存在）,2,锅炉的灰沉积：结渣和积灰,3,水冷壁结渣,4,对流受热面积灰,烟气流向,高温过热器的严重积灰,二、锅炉受热面的腐蚀,锅炉受热面与流体或沉积物发生,化学反应导致的受热面损坏。,（,1,）,炉膛,水冷壁高温腐蚀（,硫化物和氯化物）,（,2,）,高温,对流受热面腐蚀（,煤灰腐蚀）,（,3,）,低温,对流受热面腐蚀,（低温酸腐蚀）,（,4,）,蒸汽侧,高温氧化腐蚀,（蒸汽侧的蒸汽氧化）,第二节 燃煤矿物成分的化学物理性质,一、煤灰主要元素及其酸碱成分,1,、碱性成分,2,、酸性成分,3,、碱酸比,碱性,成分是结渣、高温积灰的主要原因。,二、煤灰主要矿物质的熔化温度,总体而言：,碱性,成分的熔点较低；,（但碱土金属纯氧化物,CaO,、,MgO,的熔点很高）,酸性,成分的熔点较高。,煤灰中,碱性,成分增加，灰熔点降低,煤灰成分之间会生成,低熔点,共熔体,第三节 影响高温受热面灰污染的,几个主要化学反应,一、黄铁矿,FeS,2,反应,1,、在,氧化性,气氛下燃烧,FeS,2,高熔点的,Fe,2,O,3,+,SO,2,2,、在,还原性,气氛下燃烧,1,）,FeS,2,低熔点的,FeS+H,2,S,、,S,2,）,FeS,2,+Fe,2,O,3,低熔点,FeO,3,）,FeO+CaO,、,SiO,2,低熔点共晶体,【CaO-FeO,、,CaO-FeO-SiO,2,】,3,、,FeS,2,反应产物（,S,、,SO,2,、,SO,3,）：,高、低温腐蚀,二、,碱金属,反应,（主要是,Na,及,K,）,1,、,生成低熔点、易升华的,Na,2,O,K,2,O,：,高温积灰,2,、生成低熔点硫酸盐,Na,2,SO,4,K,2,SO,4,结渣、高温积灰、高温腐蚀,3,、高熔点灰分 低熔点灰分：,（,SiO,2,Na,2,Si,2,O,5,）,结渣、高温积灰,三、,SiO,2,的反应和酸碱反应,酸碱反应：,在还原性气氛下,酸性成分,+,碱性成分,低熔点共晶体,（例如：,CaO-FeO-SiO,2,）,第四节 炉膛水冷壁结渣和高温腐蚀,一、,水冷壁结渣,1,、结渣的概念,熔融或半熔融,状态的灰粒粘附到受热面上，,逐步积累形成的灰渣层。,结渣具有自动加剧的特点，因为：,受热面的外表温度和烟气温度增加；,受热面的外表面粗糙度增加。,2,、结渣对锅炉的影响,（书,p.290291,）,1,）排烟,热损失,增大，出力降低；,2,）结渣点以后的受热面,超温,；,3,）改变炉内,空气动力场,（喷嘴处结渣）,：,不完全燃烧热损失增加，炉壁局部超温。,4,）影响汽包锅炉蒸发区的,水循环,；,5,）引起受热面,热偏差,；,6,）结渣脱落时，,砸坏,水冷壁管，,还可能造成炉膛突然,熄火,。,3,、影响结渣的主要因素,1,）炉膛热强度、负荷,（温度水平）,2,）燃料本身的灰分特性,酸性,成分多，灰熔点,升高,；,碱性,成分多，灰熔点,降低,。,3,）燃烧区气氛,还原性,气氛,，灰熔点低,。,4,）炉内流场,火焰中心偏斜、火焰刷墙。,4,、,锅炉运行中防止结渣的措施,（,1,）尽量使,燃用,煤种与,设计,煤种一致,设计热强度、灰分特性之间的协调。,（,2,）良好的炉内流场：,1,）防止炉内热负荷分布过于集中；,（降低炉内的最高温度水平）,2,）防止还原性气氛下燃烧；,3,）防止火焰刷墙；,（,3,）适时吹灰,二、,水冷壁高温腐蚀,在,高温、含硫（氯）、还原性气氛,下，水冷壁管经化学反应，生成结构疏松、容易脱落的,FeS,、,FeO,。,（反应式见书,p.293,294,）,影响水冷壁高温腐蚀的因素：,（,1,）燃料成分（,S,、,Cl,含量）；,（,2,）燃烧区气氛（还原性？氧化性？）,（,3,）炉内流场（火焰刷墙）,（,4,）水冷壁温度。,防止措施：,（,1,）控制管壁温度；,（,2,）控制燃烧气氛特别是水冷壁壁面附近的气氛；,（,3,）合理组织炉内燃烧工况，防止水冷壁结渣、火焰中心偏斜或冲、刷墙等可能引起热偏差的现象发生；,（,4,）保证水动力的稳定以避免传热恶化的出现。,第五节 高温对流受热面的积灰和腐蚀,一、,高温积灰,（,1,）高温积灰的概念,（高温烧结性积灰,）,炉膛的高温环境下,升华,的灰分，在高温,对流受热面上,冷凝,并携同其它飞灰沉积，,而形成的烧结性积灰,。,通常发生在受热面的,迎风面,18,高温积灰过程,（,Couch,）,脱落的氧化皮,（,2,）高温积灰对锅炉的影响,1,）汽温下降,（循环效率降低）；,2,）排烟热损失增加；,3,）烟道流动阻力增加；,4,）高温腐蚀,（在后面介绍）。,（,3,）影响高温积灰的因素,1,）灰的成分；,灰在炉膛中升华的成分主要是：,低熔点的碱金属化合物、硫酸盐。,（,Na,2,O,，,K,2,O,，,Na,2,SO,4,等）,2,）设计和运行的工况,（炉膛温度,）,。,二、高温对流受热面的煤灰腐蚀,1,、定义：,熔融,状态的,腐蚀性,高温积灰（,硫酸盐，复合硫酸盐,），,与受热面发生化学反应，产生的受热面管壁腐蚀。,2,、腐蚀过程：,M,2,O+SO,3,M,2,SO,4,（硫酸盐）,3M,2,SO,4,+Fe,2,O,3,+3SO,3,2M,3,Fe(SO,4,),3,（复合硫酸盐）,2M,3,Fe(SO,4,),3,+10Fe 3Fe,3,O,4,+3FeS+3M,2,SO,4,（以上方程式中：,M,是指,K,，,Na,等碱金属）,21,高温对流受热面煤灰腐蚀,烟气流向,被腐蚀的过热器管横截面,烟气流向,被腐蚀的过热器管横截面,3,、高温积灰及高温腐蚀的防止措施,1,）防止炉膛局部温度过高,（减少灰中升华成分，从而减轻烧结性积灰）,2,）防止受热面壁温过高,（避免积灰处于熔融或半熔融状态）,3,）采用耐腐蚀的材料,4,）加强吹灰,第六节 对流受热面的蒸汽侧高温氧化,一、,蒸汽侧高温氧化现象,蒸汽侧高温氧化：,高温水蒸汽中的结合氧与受热面金属发生的氧化反应。,3Fe+4H,2,O Fe,3,O,4,+4H,2,二、,蒸汽侧金属氧化膜的特点,影响金属氧化膜生长速率的因素：,1,、时间：,开始阶段：,成正比；,稳定阶段：,恒定；,2,、金属温度：,成正比；,3,、金属材质：,与含铬,Cr,量成反比。,三、,蒸汽侧高温氧化的影响,1,、减少金属部件的有效承载厚度,2,、受热面温度升高,3,、氧化膜脱落,锅炉：,流量不均、堵塞；,汽轮机：,阀门严密性和调节性能降低；,汽轮机效率降低、设备损坏。,25,脱落的氧化膜,脱落的氧化皮,四、,蒸汽侧氧化膜危害的防止,1,、减缓氧化膜的生长速度；,（,1,）防止金属超温；,（,2,）选用抗氧化性好的金属。,2,、防止氧化膜的脱落；,控制受热面温度的变化速率。,3,、对蒸汽侧管壁化学清洗（清除氧化膜）。,第 十六 章 结 束,!,
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