Котельные установки

Коррозия воздухоподогревателей и меры борьбы с ней

Дымовые газы содержат водяные пары и продукты сгорания серы. Сер­нистый ангидрид соединяется с парами воды и образует пары серной кислоты. В ""хвостовых" поверхностях нагрева происходит конденсация серной кислоты на более холодных, чем газы, металлических стенках. В результате создаются условия для интенсивной коррозии металла.

При сжигании высокосернистых мазутов возникает ванадиевая коррозия труб в зоне газа с температурой выше 690 °С (температура ее плавления) раз­рушает защитную оксидную пленку трубы и обнажающийся металл подверга­ется интенсивной сернистой коррозии.

Как показали опыты, точка росы зависит не только от влажности дымо­вых газов, но и от содержания серного ангидрида в них.

Температура конденсации водяного пара определяется величиной его парциального давления:

Утт о

Р _ - р

V,"vCr+vH:0 Р'

Где Р - давление в газоходе, (ата).

Температура точки росы чистых водяных паров не превышает 60 °С.

Снижение интенсивности коррозии может быть достигнуто: удалением серы из топлива, введением присадок в топочные газы, изготовлением поверх­ности нагрева из материалов, хорошо сопротивляющихся коррозии, повыше­нием температуры металла выше температуры точки росы.

Сера из топлива может быть частично удалена только путем механиче­ской сепарации сернистого колчедана (до 50 %) за счет большего его удельно­го веса. Удаление летучей серы из топлива является сложным процессом, в на­стоящее время экономически нецелесообразным.

Повышение температуры стенки выше температуры точки росы является одним из наиболее распространенных способов защиты от коррозии. В связи с этим для высоковлажных топлив применяют подогрев воздуха перед входом его в воздухоподогреватель до 30-100 °С, осуществляя его либо путем рецир­куляции части горячего воздуха (рис. 14.9, а и б), либо используя для его по­догрева пар из отборов турбины (калориферы). Иногда повышение температу­ры стенки достигается применением частичного прямотока (рис. 14.9, в).

Рециркуляцию воздуха для защиты воздухоподогревателя от коррозии широко применяют на электростанциях в тех случаях, когда для устранения коррозии оказывается достаточным предварительный нагрев воздуха до 50-65 °С. При более высоком подогреве возрастает температура уходящих газов, что приводит к снижению КПД котла.

Более высокий подогрев воздуха до котла приводит к чрезмерному росту температуры уходящих газов. Однако для сернистых топлив температура точ­ки росы обычно превышает 100 °С. В таких случаях приходится мириться с неизбежной коррозией первой ступени воздухоподогревателя.

В случае применения рециркуляции горячего воздуха количество тепла, передаваемого в воздухоподогревателе, не меняется. Рециркуляция сказывает­ся только на величинах скорости воздуха и на температурном напоре.

Выбрав в соответствии с точкой росы необходимую температуру на вхо­де в воздухоподогреватель t^, °С, находят коэффициент рециркуляции:

T' - t

" рец ~~ , _ . < '

Гв хв

Где t^ и t^ - температура холодного воздуха с учетом и без рециркуляции.

Расход воздуха через воздухоподогреватель увеличится в (1+хр) раз. При схеме рециркуляции ""а" (рис. 14.9) через дутьевой вентилятор проходит уве­личенный расход воздуха, что повышает расход электроэнергии на дутье. В схеме "б" (рис. 14.9) мощность привода дутьевого вентилятора не меняется, но устанавливается дополнительный вентилятор рециркуляции 5, что усложняет схему.

Использование пара из отбора турбин для подогрева воздуха (рис. 14.10, б) оказывается более экономичным, чем рециркуляция газов, если при проек­тировании турбины этот отбор предусмотрен. Однако при значительном по­догреве воздуха сильно повышается температура уходящих газов, что делает экономически целесообразным подогрев воздуха свыше 50-60 °С.

Необходимый для подогрева воздуха пар низкого давления можно полу­чить из газовых испарителей, устанавливаемых вместо первой ступени возду­хоподогревателя (рис. 14.10, а). Схемы разработаны в ВТИ.

Применение схемы а на одном из действующих котлов позволило сни­зить температуру уходящих газов с 225 до 135 °С и повысить КПД котла на 6 %.