吳彬

摘要：本文主要分析了余熱鍋爐換熱系統(tǒng)之中出現(xiàn)的大量積灰情況，并探究了充分燃燒過后，煙氣的流經(jīng)線路以及余熱鍋爐換熱系統(tǒng)灰塵的產(chǎn)生因素，同時(shí)還針對積灰腐蝕換熱面的誘發(fā)原因，做出了相關(guān)的防控方案。

關(guān)鍵詞：余熱鍋爐;積灰;腐蝕

一、積灰原因分析

1.1余熱鍋爐積灰的形成機(jī)理

如果焚燒爐中焚燒的揮發(fā)含有雜質(zhì)，此時(shí)得到的煙氣在經(jīng)過鍋爐受熱面時(shí)會(huì)產(chǎn)生物理以及化學(xué)變化，從而堆積形成積灰，依據(jù)產(chǎn)生灰塵的煙氣流動(dòng)方向以及堆積位置可以進(jìn)行下列區(qū)分：固體顆粒粘結(jié)、結(jié)焦以及壁面結(jié)扎。由粘結(jié)強(qiáng)度來看，高溫區(qū)域堆積的灰塵較為松散，過渡區(qū)域堆積的灰塵粘附性較高，低溫區(qū)域堆積的灰塵粘結(jié)性較強(qiáng)。由積灰的去除方式方面而言，松散性脊灰清除難度較小，可以通過敲震等方式去除，而其余積灰是經(jīng)過化學(xué)以及物理作用同時(shí)構(gòu)成，從而灰塵的強(qiáng)度較大，以往的物理除灰方式無法發(fā)揮應(yīng)有效果，從而可能致使堵灰情況的出現(xiàn)，并引發(fā)較為嚴(yán)重的危害。

1.2余熱鍋爐腐蝕的形成機(jī)理

（1）低溫腐蝕

焚燒爐之中的揮發(fā)分在富氧燃燒過程之中，所產(chǎn)生的煙氣中存在硫元素，經(jīng)氧化過后會(huì)產(chǎn)生二氧化硫，經(jīng)二次氧化過后會(huì)產(chǎn)生三氧化硫，此時(shí)就會(huì)和煙氣中含有的水蒸氣產(chǎn)生化學(xué)變化，進(jìn)而得到硫酸。一旦經(jīng)過鍋爐受熱面的煙氣之中，具有硫酸成分，并且如果硫酸溫度超過管壁溫度，此時(shí)硫酸自身溫度就會(huì)在換熱過程中下降，進(jìn)而在管壁上逐漸凝結(jié)，然后就會(huì)與管壁作用產(chǎn)生一系列化學(xué)變化，從而腐蝕傳熱管，這種現(xiàn)象就是低溫腐蝕。

（2）高溫腐蝕

高溫腐蝕情況的觸發(fā)需要兩點(diǎn)條件：第一就是相比于傳熱面的管壁溫度，硫酸的露點(diǎn)溫度要顯著更低，第二就是要確保煙氣的溫度，維持在500攝氏度或是更高。模擬并計(jì)算碳化工段煙氣系統(tǒng)的流向工作，并在余熱鍋爐進(jìn)口點(diǎn)進(jìn)行溫度的測控，通過上述結(jié)果相關(guān)數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn)，鍋爐入口處的溫度普遍超過800攝氏度，從而能夠看出過熱器或是省煤器的水冷壁管以及金屬連接處都普遍存在高溫腐蝕情況。

1.3揮發(fā)分管積灰的形成機(jī)理

焚燒爐正常運(yùn)作，所產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈺?huì)順著揮發(fā)分館進(jìn)行流動(dòng)，對此，可以將管內(nèi)經(jīng)過的煙氣簡化看作粘性可壓縮流體模型，在接近管內(nèi)壁耐火磚表面或是經(jīng)過的灰塵以及煙塵，當(dāng)速度降為零時(shí)就會(huì)吸附在內(nèi)壁面之上。隨后的積灰產(chǎn)生過程就如同上文所述，直到揮發(fā)分管道內(nèi)直徑變小，其相關(guān)熱阻就會(huì)變大，從而煙器流通阻力就會(huì)增大，進(jìn)而余熱鍋爐的煙氣流通量以及熱效率就會(huì)顯著降低。

二、積灰的影響因素

2.1煙氣流速

結(jié)合動(dòng)能定理可以看出，煙氣的動(dòng)能和流速呈正相關(guān)，如果和松散性機(jī)會(huì)產(chǎn)生碰撞，就會(huì)使得灰塵厚度降低，從而實(shí)現(xiàn)受熱面的清潔效果，然而，對于低溫黏結(jié)性機(jī)會(huì)而言，較高的煙氣流動(dòng)速度，對于灰塵厚度的減少并不能發(fā)揮顯著效果，如果流速降低，此時(shí)受熱面煙氣來源方向還會(huì)堆積大量灰塵。

2.2 飛灰的粒徑

小顆粒灰塵會(huì)受到氣流影響而隨之流動(dòng)，同時(shí)受到管束渦流期受壓力梯度的影響下，與管束上大顆?；覊m產(chǎn)生碰撞接觸，并反彈到氣流之中進(jìn)而無法發(fā)生沉積現(xiàn)象。

2.3 受熱管徑的大小

如果其余條件為不可改變，此時(shí)受熱管直徑增大，灰塵堆積程度就會(huì)越為顯著。主要原因就是管徑在擴(kuò)大時(shí)，其外表面與煙氣的接觸面積也會(huì)逐步擴(kuò)大，一旦相比于硫酸蒸氣的露點(diǎn)溫度，受熱面溫度顯著更低時(shí)，硫酸就會(huì)在其上凝結(jié)，竟然使得受熱灰塵的粘粘程度大幅度增長，進(jìn)而使得積灰量大幅度增加。

三、控制積灰和腐蝕的措施

3.1控制揮發(fā)分管積灰的措施

（1）將揮發(fā)分管道的結(jié)構(gòu)變形作為監(jiān)控點(diǎn)

揮發(fā)分煙道的規(guī)劃工作是依據(jù)煙氣的流動(dòng)情況來進(jìn)行的，如果管道結(jié)構(gòu)形變程度過于嚴(yán)重，就會(huì)大幅度降低煙道的有效排煙效果，從而致使煙氣流經(jīng)個(gè)別位置時(shí)速度變動(dòng)嚴(yán)重，同時(shí)碰撞到管道內(nèi)壁從而產(chǎn)生粘結(jié)，進(jìn)而使得排煙阻力增強(qiáng)，最終致使灰塵加速堆積。

（2）制定定期清灰制度

依據(jù)生產(chǎn)工作特征，可以對揮發(fā)分管內(nèi)積灰情況進(jìn)行規(guī)律探究。將鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)融合運(yùn)用，并尋求揮發(fā)分館內(nèi)堆積的去除石基，同時(shí)確保風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)，最終使得清灰工作的效率實(shí)現(xiàn)最大化。

（3）減小漏風(fēng)量和過量空氣系數(shù)

鼓風(fēng)機(jī)的功率增長會(huì)造成煙氣氧含量上升，進(jìn)而就致使燃燒過后三氧化硫的總量增加。對此可以看出，揮發(fā)分管道漏風(fēng)以及焚燒爐中已有空氣，都會(huì)致使三氧化硫總量大幅度增加，因此就要嚴(yán)格管控?zé)煹缆╋L(fēng)情況，以及煙道連接處的漏風(fēng)狀況，并且選用實(shí)用性最強(qiáng)的鼓風(fēng)機(jī)，能夠在極大程度上管控風(fēng)量，進(jìn)而防止低溫腐蝕情況的出現(xiàn)。

3.2控制余熱鍋爐積灰的措施

（1）保持受熱面的清潔

將吹灰機(jī)安置在有效的位置，通過振動(dòng)以及振達(dá)的方式進(jìn)行積灰的清理工作。

（2）采用耐腐蝕材料

在化學(xué)腐蝕情況頻發(fā)的受熱面覆蓋上耐腐蝕材料，并嚴(yán)格維持受熱面的溫度變化，以此確保溫度能夠超過硫酸露點(diǎn)溫度，對于清輝工作難度較高的位置，或是煙氣經(jīng)過的渦流區(qū)，可以通過局部結(jié)構(gòu)調(diào)整的方式或是覆蓋保護(hù)層來進(jìn)行保護(hù)工作。

四、結(jié)束語

綜上所述，清灰工作要綜合考慮，結(jié)合諸多方式的優(yōu)點(diǎn)以及缺陷，制定出適用性最強(qiáng)的優(yōu)化方案，從而確保除灰效果實(shí)現(xiàn)最大化，最終達(dá)到水平最高的經(jīng)濟(jì)效益。

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