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导热油炉内炉管外表面的清洗2015-12-07上海导热油炉设计开发中心 汪 琦等
1 吹灰
导热油炉内炉管外表面烟气侧积灰或结焦都会增加热阻而影响传热,因此必须及时吹灰,避免外部积灰。积灰部位一般在对流受热面烟气侧。 用饱和蒸汽吹灰,往往由于汽中带水,水滴会把灰粘在管壁上,越结越厚,并会结成硬层。用压缩空气吹灰效果较好。大型导热油炉要按装吹灰装置,及时吹灰,吹灰的顺序必须沿烟气流动的方向,由前向后逐步冲扫。 2 清焦 炉管外表面结焦是指灰熔融再冷却后形成的熔渣,而熔渣主要出现在炉膛内辐射受热面上。在这些区域内,炉内温度最高,煤中的灰粒大部分处于熔融或软化状态,碰到辐射炉管外壁后就被冷却凝固,粘结在受热面的外表面上。结焦不仅影响受热面的换热能力,而且还会带来炉管外壁管的热偏差和流量偏差,造成爆管,有时还会引起受热面的高温腐蚀使管壁变薄。 结焦的原因也是多方面的,煤的灰分的熔点过低;炉膛结构不恰当,如炉膛容积热强度设计偏高,炉管外壁受热面积偏小,运行不当使火焰中心偏移,或火焰中心上移等都是影响结焦的因素。应检查其原因采取不同的方法加以避免。 炉膛内结焦严重时要进入孔门、看火孔等用铁棍清焦,待到能进入炉膛后,再进入炉内进一步消焦。清焦要有可靠的安全措施,避免焦块坠落伤人或损害炉管外壁。 3 化学清洗 燃煤导热油炉的化学清灰剂以氧化型为主,成分为碱金属硝酸盐混合一些助燃剂或分散剂。燃油导热油炉的化学清灰剂以还原型为主,主要成分为铵盐混合一些活性剂或添加剂。它们都是在燃烧时产生碱金属阳离子附着在受热面上,有防止灰垢沉积的作用,它们产生熔融的硝酸盐与受热面上的灰垢形成低熔物,使灰垢疏松,变脆易于脱落,并且还有防蚀,催化助燃作用,提高热效率,减少污染。 导热油炉受热面的灰分成高温积灰和低温积灰两种形式。高温积灰以硫酸钠为主,主要成分为Si02、钙、镁、铁、钾等硫酸盐和氧化物相互粘接,其挥发物含量只有10%。硫酸钙为主要胶粘剂,它使积灰密实而坚硬。化学清灰剂中的氧化物可以与积灰中的硫酸钙发生复合分解反应,使其变成易挥发和易分解的物质,从而使其松动多孔。同时,化学清灰剂中的氧化物在活性剂的作用下,在高温区瞬间分解而产生微爆,使受热面上的积灰自动脱落。 在燃煤导热油炉中,高温腐蚀是由于生成了低熔点的硫酸钠,它附着于受热面上与S02反应生成焦硫酸钠。焦硫酸钠在650度左右可与受热面上的氧化铁反应,生成熔点更低,具有强腐蚀性的硫酸铁钠复盐。在燃重油导热油炉中,高温腐蚀则是由于在600~700度的温度下V205和钒酸钠发生的钒腐蚀。 化学清灰剂中的碱性物质可与积灰中强酸性的焦硫酸钠等物质反应,防止其对金属的腐蚀。这些碱性物质还可以与钒类物质作用,提高含钒化合物的熔点,并改善积灰的物化性质,使其疏松多孔。化学清灰剂中的耐高温添加剂可以极小的颗粒分散在积灰中,它可吸附具有腐蚀性的酸盐。防腐蚀分解而产生的亚硝酸盐和铜,锰盐类可使铁钝化形成钝化膜,它们都是阳极缓蚀剂。 低温积灰主要是硫酸的凝出,常发生在对流受热面后段的空气预热器的受热面,结渣的酸性很强。所以防止积灰和腐蚀可以从两方面入手:一是降低烟气露点,避免或减少硫酸或亚硫酸的凝出,二是使生产的硫酸和亚硫酸加以中和。化学清灰剂中的氧化物等碱性物质可以中和酸,使结渣由黏变干,易于裂化脱落。化学清灰剂分解时产生的二氧化镁和氧化锌可以在低温受热面上结成一层薄膜,它与烟气中S02起中和作用,使烟气中S02含量下降,露点也随之降低。 化学清灰剂中的助燃剂进入炉膛后,一方面促使化学清灰剂的主体组分瞬时分解;另一方面作为氧的载体提供氧,其中碱金属盐、氧化铁、氧化锰等还可以在燃烧时捕捉原子氧或对燃烧起催化作用。 导热油炉中炉管表面积灰的热阻比炉管内导热油垢的热阻大,有的资料提出导热油垢的热阻是炉管材料热阻的20倍,而烟垢热阻为导热油垢热阻的20倍。采用化学清灰剂后,使炉管受热面外部保持洁净,改善传热条件,不仅提高了导热油炉的热效率,还可减少烟气中二氧化硫及二氧化氮的排放量,杜绝爆管事故的发生。 使用化学清灰剂可以节约能源5%~l5%,而且还可以减少排放烟气中的二氧化硫及二氧化氮的生成,可减少二氧化硫10%~20%的排放量,并减少二氧化氮20%~60%的排放量,极大改善对环境污染。 4 产品类型 (1) 供热系统和炉管内化学清洗剂。 (2) 导热油炉内炉管外表面化学清洗剂。 (3) 导热油炉内炉管外表化学清焦剂。 5 清洗 在实际运行过程中,为了避免炉管表面上积灰结焦现象发生,应尽量将炉膛的排烟温度控制在850度以下,同时设置吹灰清洗装置,每年定期采用化学清焦剂进行清灰除焦处理。在实际使用过程中,应每隔半个月左右在燃料中加入化学清灰剂对炉管外表面进行清灰除渣处理:每周用压缩空气对炉膛和炉管外表面进行吹扫清灰处理。以保证炉管受热面的清洁干净,改善传热条件,提高导热油炉的热效率。 在实际使用过程中,如果导热油出现劣化不能继续使用时,则必须采用化学清洗剂对导热油炉、循环系统、用热设备进行清洗。在实际运行时,如果热油炉管内壁结焦结碳严重,流量下降,循环油泵出口压力出现大范围波动,导热油炉进出口压力差增大,进出口温差增大,则需要采用化学清洗剂对导热油炉进行清洗。导热油炉系统的清洗对确保用户的安全运行,高效能等至关重要,应该定期对有机热载体炉导热油系统进行检验分析、清洗、保养,防止导热油系统出现炉管结焦结碳,保证系统正常运行。
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