Износ поверхностей нагрева под действием золы.
При работе котла на твёрдом топливе конвективные поверхности нагрева подвергаются износу в результате ударов твёрдых частиц, уносимых продуктами сгорания. При этом стенка трубы становится тоньше, снижается её прочность, что может привести к разрыву трубы. Больше всего истираются трубы крайних змеевиков, места изгиба труб, т.е. места с повышенной местной скоростью потока. В коридорных участках износ меньше.
При движении газа внутри труб (воздухоподогревателя) наибольшему износу подвергаются входные участки труб (ℓ~300÷400 мм). В зависимости от угла, под которым поверхность встречается с набегающей струёй запыленных газов, различают прямые и косые удары. При угле атаки в 90º - прямой, а при угле меньше 90º - косой или скользящий удар.
Абразивные свойства золы зависят от состава потока, в котором находятся кусочки различной формы и твёрдости. При одинаковом составе золы износ будет зависеть от уровня температуры в топочной камере, который определяет степень оплавления твёрдых частиц. Абразивный износ определяется скоростью потока газов и местной концентрацией крупных частиц.
Мероприятия по защите труб от износа складываются из конструктивных и эксплуатационных. При проектировании необходимо правильно выбирать скорость газов. Уменьшение скорости газов ниже минимальной приводит к увеличению поверхности нагрева за счёт снижения коэффициента теплопередачи, увеличению отложений сыпучей золы на трубах. Для большинства видов твёрдого топлива допустимая скорость газов в конвективных газоходах 8-15 м/с.
3. Коррозия поверхностей нагрева.
3.1Со стороны греющих газов.
Коррозия металла – процесс разрушения, происходящий вследствие химического или электрохимического воздействия.
Продукты сгорания всегда содержат вещества, активно реагирующие с металлом: кислород, серу, ванадий, соединения щелочных металлов и др.
Коррозия металла со стороны греющих газов делится на высокотемпературную и низкотемпературную.
При высокой температуре коррозионно опасными являются кислород, окислы ванадия и расплавы щелочных металлов, при низкой температуре - сконденсировавшиеся водяные пары и раствор серной кислоты.
Поверхность металла всегда покрыта тонким слоем окислов, которые плотно скреплены с массой металлов. С повышением температуры плотность оксидной плёнки снижается и при определённой температуре кислород беспрепятственно проникает к чистому металлу, окисляя его. Этот процесс называется процессомокалинообразования.
Высокотемпературная коррозия происходит в районе топки и пароперегревателя.
При температуре стенки металла ~500-600ºС сульфаты щелочных металлов [КаАl(SО4)2, К3Fе(SО4)2] в расплавленном состоянии реагирует с металлами, разрушая его. При сжигании мазута образуются оксиды ванадия. Коррозионно опасный оксид ванадия - ванадитNа (Nа3W). При высокой температуре (600ºС) эти соединения в жидком состоянии являются переносителями кислорода – так называемая ванадиевая коррозия.
Низкотемпературная коррозия связана с содержанием в топливе серы, образованием SО3 и содержанием его с конденсирующимися водяными парами, дающими серную кислоту и её раствор.
Кислородная коррозия О2 поступает через стенку воды к металлу.
Коррозия металлакотлоагрегата в водяных средах.
О2 и СО2 вызывают коррозию питательного и водяного тракта котлоагрегата. Скорость коррозии зависит от концентрации О2 и СО2.
Коррозия протекает локально и имеет язвенный характер, приводя к появлению „свищей” в трубах.
В экранных трубах котлоагрегата в контакте с котловой водой возникает „подшламовая” коррозия. В пористом слое отложений происходит упаривание раствора и повышение концентрации солей. Так возникает агрессивный в коррозионном отношении электролит.
Из-за неоднородности металла трубы и неравномерности теплового потока возникают локальные электрохимические элементы: анод и катод.
При рН<7 - интенсивная коррозия и насыщение металла водородом, что приводит к его охрупчиванию.
При рН>7 – образование ионов водородов подавлено. Выделившийся водород сносится потоками пароводяной смеси. Имеет место коррозионное поражение, но отсутствует водородное охрупчивание.
При попадании воздуха в трубу, частично заполненную водой, возникает „стоячная” коррозия с образованием язвенного поражения металла.
