余熱鍋爐是余熱回收的主要手段之一,其特點為熱負荷不穩(wěn)定、煙氣中含塵量大、煙氣有腐蝕性。下面,簡述積灰和腐蝕形成的機理,以及積灰和腐蝕的防范。
1.積灰形成的機理
余熱鍋爐受熱面上的積灰一般可分為松散性、粘附性和粘結性三種。
(1)松散性的積灰。由于分子引力和靜電引力的作用而形成,主要發(fā)生在低溫區(qū)的鍋爐受熱面上,一般是小于200mm的微小顆粒,大部分是10~50μm。它往往在管子背部形成,只有在煙速很小或煙塵顆粒很細時才會在管子的正面形成。這種積灰會大大惡化傳熱效果,但很容易用機械清灰法除掉。
(2)粘附性的積灰。主要是在煙塵中含有較多低熔點金屬元素的情況下形成,這些金屬元素的氧化物或硫化物,在高溫煙氣中大都呈氣態(tài),煙溫降低時即形成凝結物,變成粘附性較強的物質。它對管子表面附著力很強,易積成封閉性的灰環(huán),如不施加外力一般不會自行脫落。但因質地較松軟,即使積灰厚度增加也不會結成硬殼,通過振打吹掃即可清除。
(3)粘結性的積灰。產生在高溫區(qū)和“過渡溫區(qū)”。當煙氣對管子橫向沖刷時,主要在管子的正面形成,會引起煙氣阻力迅速增加,直到煙道完全堵塞被迫停爐為止。粘結性積灰是煙塵顆粒呈熔融狀態(tài)或呈粘性狀態(tài)所引起的,也可能是活性固體顆粒與煙氣中某些成分起化學反應,在積灰的沉積層上發(fā)生了二次物理化學過程而形成。這種積灰危害很大,需要認真研究并加以處理。
2.腐蝕形成的機理
余熱鍋爐的腐蝕一般分為低溫腐蝕和高溫腐蝕。低溫腐蝕的特點是均勻性腐蝕,它使管壁厚度逐漸減薄以至破裂;高溫腐蝕的特點是局部潰瘍性腐蝕,它使管子因管壁穿孔而破壞。
(1)低溫腐蝕。當進入余熱鍋爐的煙氣中含有較多二氧化硫時,其中一部分會進一步轉化為三氧化硫,并與煙氣中水蒸汽結合而生成硫酸。當鍋爐受熱面壁溫低于所生成的硫酸露點時,硫酸就在管壁上凝結而產生腐蝕,稱為低溫腐蝕。