乾松灰

乾松灰的積聚過程完全是一個物理過程,灰層中無粘性成分,灰粒之間呈現鬆散狀態,易於吹除。乾松灰主要發生在管子的背風面,迎風面幾乎沒有(特別煙速較大時)。隨煙氣流速的增加,積灰量減小。因此,對應於一定煙氣流速積灰幾乎是一定的,不可能無限增加。乾松灰主要是細微灰粒,較大的顆粒不太可能積聚成乾松灰。

基本介紹

  • 中文名:乾松灰
  • 外文名:dry loose ash
  • 過程性質:物理過程
  • 特點:隨煙氣流速的增加,積灰量減小
  • 性質:科學
  • 位置:主要發生在管子的背風面
乾松灰的積聚,促使飛灰沉積在管壁上的作用原因,(1)機械網羅作用,(2)分子間的吸引力,(3)熱泳力作用,(4)靜電吸引力作用,影響乾松灰積聚的主要因素,(1)煙氣流速及粒子直徑分布,(2)管子直徑,(3)管子節距及管束的布置方式,(4)灰粒濃度,防止和減輕的措施,

乾松灰的積聚

乾松灰的積聚過程完全是一個物理過程,灰層中無粘性成分,灰粒之間呈現鬆散狀態,易於吹除。乾松灰主要發生在管子的背風面,迎風面幾乎沒有(特別煙速較大時)。隨煙氣流速的增加,積灰量減小。因此,對應於一定煙氣流速積灰幾乎是一定的,不可能無限增加。乾松灰主要是細微灰粒,較大的顆粒不太可能積聚成乾松灰。
實際錯列布置的管束上乾松灰的積聚情況見圖1((a)向上流動;(b)向下流動;(c)水平流動)氣固兩流繞流過管子,由於邊界層的分離,在背風面必產生旋渦區,細小顆粒與煙氣幾乎具有相等的速度,並且易於隨氣體改變方向,因此易於被旋渦旋進背風區。
圖1 管子錯列布置時積灰情況圖1 管子錯列布置時積灰情況

促使飛灰沉積在管壁上的作用原因

(1)機械網羅作用

管壁表面具有一定的粗糙度,對於小於3~5 um的灰粒,靠機械作用被毛刺拉住,沉積在管壁上,小於0.2 um的灰粒甚至可以穿過氧化層與管壁金屬接觸。

(2)分子間的吸引力

單位重量的微小灰粒具有較大的表面積,當小於3um的灰粒接近管壁時,灰粒與管壁之間的分子吸引力大於灰粒本身的重量,灰粒被吸附在管壁上。

(3)熱泳力作用

煙氣溫度高於管壁溫度,飛灰顆粒處在具有溫度梯度的流場中,受到由於高溫側速度較高的氣體分子碰撞比低溫側來得多而引起的熱壓力向壁面運動。在有溫度梯度的流場中,使顆粒由高溫區向低溫區運動的力稱為熱泳力。熱泳力易使得0.5~5um的飛灰沉積在管壁上。

(4)靜電吸引力作用

煙氣中的飛灰由於碰撞、摩擦等作用會帶上電荷,荷電灰粒碰到管壁時會因靜電吸引力吸附在管壁上。對於小於20~30um,尤其是小於10um的灰粒,靜電力將大於其本身的重力而吸附在管壁上。

影響乾松灰積聚的主要因素

(1)煙氣流速及粒子直徑分布

煙氣流速提高,積灰量下降,大粒子多,積灰量下降。飛灰中的較大顆粒,由於慣性大,不僅不易沉積,而且對積灰有沖刷作用。管子的兩側由於受到飛灰的沖刷,一般不會有灰沉積。管子的迎風面由於受到大灰粒的衝擊,所以很少積灰,只有在煙速較低或飛灰中沒有大顆粒時才會產生楔形積灰。背風面的積灰達到一定的厚度時也會受到氣流中大顆灰粒的沖刷,使積灰層不再增加,達到動平衡狀態。

(2)管子直徑

直徑越小,曲率越大,使得灰粒與煙氣分離的能力越大,越不易進尾流區,積灰減輕。

(3)管子節距及管束的布置方式

錯列布置時管子的背風面較易受到沖刷,積灰減輕。順列布置時,管子的背風面不易受到沖刷,第一排以後迎風面也受沖刷較少,因此積灰嚴重。錯列時,減少縱向距,背風面受的沖刷更為強烈,積灰減輕。順列時,減少縱向節距,使相鄰管子的積灰易於搭橋,積灰更為嚴重。橫向節距在鍋爐常用的節距範圍內一般影響不大。

(4)灰粒濃度

由於對應於一定的結構及煙氣流速,積灰量存在一個最大量,不能無限增加,只是達到這個量的時間不同,因此,煙氣中灰粒濃度的大小只能影響到達這一量所需的時間,不能影響到積灰量。

防止和減輕的措施

(1)設計時採用足夠高的流速,一般不能低於5~6 m/s。
(2)採用小管徑,錯列、緊湊布置(減小縱向節距)的管束。
(3)正確設計和布置吹灰裝置,並確定合理的吹灰間隔時間和一次吹灰的持續時間。

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