《锅炉原理》第10章结渣和高温积灰及高温腐蚀.pptx

第十章结渣和高温积灰及高温

腐蚀

内容提纲

本章内容

·受热面积灰、结渣、腐蚀的特点、机理、危害、预防措施

·煤矿物成分及结渣(灰)、腐蚀化学反应(第三节及其他节部分内容)(以自学为主)

·对流受热面蒸汽侧高温氧化(第六节)(自学)

重点掌握

·受热面高温结渣、腐蚀的机理与预防措施

·受热面结渣、积灰倾向预测

增加和补充内容

·增加结渣积灰预测内容

·补充预防技术与措施

600MW锅炉事故大块结渣

锅炉内渣量

·简化后堆积：20m×10m×5m

·堆渣初始温度：1200℃

·12天后，中心温度950℃,以800℃为基

准，渗入深度分别为2×2×1.5

一、积灰结渣定义

积灰或沾污：指温度低于灰熔点时灰沉积物在受热面上的积聚，多发生在锅炉对流受热面上(过热器、再热器、省煤器、空预器)。一般能用吹灰器清除。

结渣：指在受热面壁上熔化了的粘性灰沉积物的积聚，与灰成分、熔融温度、

粘度及壁面温度有关，多发生在高温受热面上(炉膛、过热器、再热器)。一般不能用吹灰器清除。

积灰(沾污)和结渣过程没有严格的界限区分；相互联系，不易分割，前因后果关系。

10.1积灰(沾污)结渣

冷灰斗积灰

水冷壁结渣

水煤浆和重油燃烧结渣

宁波北仑港

电厂600MW机组锅炉水冷壁挂焦

水冷壁挂焦

二、积灰(沾污)结渣形成原因和过程

1.积灰结渣三要素

①煤燃烧→矿物质→灰份(粘土类)

②炉内具有一定的温度(灰熔点)形成结渣

③炉内受热面存在(提供结渣场所)

说明：

必要条件，而非充分条件

火焰冲刷，还原性气氛(缺氧燃烧、富燃料燃烧)

化合物

熔点

化合物

熔点

化合物

熔点

Na₂O、K₂O

~700

Na₂SO₄

884

SiO₂

1715

KCl

778

Na₄SiO₄

1018

Fe₂O₃

1565

NaCl

801

Na₂SiO₃

1080

Al₂O₃

2015

Al₂(SO₄)₃

700

K₂SO₄

1076

TiO₂

1838

CaCl₂

772

MgSO₄

1124

CaO

2570

MgCl₂

708

FeS₂、FeS

1170-1195

MgO

2800

CaCO₃

825

FeO

1030

CaSO₄

850

煤灰中矿物质的熔点

书本288表16-2

2.积灰(沾污)结渣过程

动态过程、逐步增加。受热面积灰(沾污)结渣分三个阶段：

涡流扩散或气化凝结

粒径：10μm

无粘性粉尘

沉积率

A.初期沉积物一富铁熔渣撞击

管壁，粘性大；升华物质；B.基质上部粘附飞灰颗粒；

C.温度升高，沉积速率提高，

表面烧结→硬性渣物。

初期沉积物形成机理

①热扩散和涡流扩散；

②气化物质的凝结；

③碰撞或惯性碰撞。

厚度：0.2-0.5mm烟气流

灰渣沉积阶段示意图

典型结渣

熔渣层

致密层

松散层

3.积灰(沾污)结渣的位置

结渣—炉膛内及出口高温对流受热面

积灰—炉膛内及尾部低温受热面、高温都有

易发生部位：

炉内卫燃带(13-14%,易结渣煤，10%)、未敷水冷壁的炉墙

燃烧器喷口附近

炉内易结渣部位：

①折焰角

②卫燃带

③燃烧器附近

三、积灰(沾污)结渣对锅炉运行影响

影响传热，下降30%～60%,因炉膛出口温度高，只能低负荷运行，甚至停炉清渣。经济性差。

结渣、堵灰，热偏差、管壁超温，爆管，落渣熄火。安全性差。

沾污结渣→热阻个→水冷壁吸热」→锅炉出力

清洁管壁温：1500℃→309℃(9.8MPa)

渣层厚5mm,渣面温度比火焰温度低350℃,q=200×10³w/m²。渣层厚50mm,渣面温度比火焰温度低40℃,q=30×10³w/m²。

渣层热流密度和表面温度

热流密度q(×10³W/m²)渣表面温度(℃)

1500

1400

1300

1200

1100

1000

250.5

200.5

150.5

100.5

50.5

0.5

500

500

100015002000

渣层厚度(mm)

100015002000

渣层厚度(mm)

0

0

1350(℃)-1300(℃)

*分

1200(℃)

25003000

25003000

向火侧

1000(℃)

1100(℃)-

向火侧

8400(

品

D

0

四、积灰(沾污)结渣分类

1.烟气温度：熔渣(1050℃~800℃)高温沉积灰(800℃~600℃)

低温沉积灰(600℃~400℃)

2.灰强度：松散性和粘结性

3.灰渣结构：金属性灰渣，非晶体灰渣，多孔泡状玻璃渣，熔渣4.结渣成分：碱金属化合物，硅化物型，钙化物