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认识灰分形成机理

一、锅炉积灰的形成       

 锅炉(泛指电站锅炉、工业锅炉、加热炉等)积灰、结渣是指燃料燃烧时所产生的大量微小灰粒在随烟气流向出口的过程中,由于灰粒子的表面张力、粒子之间及其与炉内管壁之间的粘滞力、分子附着力、静电吸引力、化学亲和力等方面的作用,在炉膛和烟道的各部位受热面上的积聚。形成积灰、结渣的原因非常复杂,一般认为燃料的成分及其特性、炉内温度的分布、炉内的流场等是积灰和结渣产生的主要因素。

二、灰粒向受热面沉积的作用力

①机械网罗作用

 管壁表面具有一定的粗糙度,对于3-5微米的灰粒,靠机械作用被毛刺拉住,沉积在管壁上。   

②分子间的吸引力

 微小的灰粒具有较大的表面积,亦即具有较大的表面能,当小于3-5微米的灰粒接近管壁时,灰粒与管壁之间的分子吸引力大于灰粒本身的重量,灰粒被吸附在管壁上。

③热泳力的作用

 在有温度梯度的流场中,使颗粒由高温区向低温区运动的力称为热泳力。烟气温度高于管壁温度,飞灰粒子由于受到高温侧速度较高的气体分子碰撞比低温侧来的多而引起的热压力向壁面运动,直径0.5-5微米的飞灰易被沉积在管壁上。

④静电吸引力

 烟气中的飞灰由于碰撞、摩擦等作用而带上电荷,带电灰粒碰到管壁时因静电吸引力吸附在管壁上,对于20-30微米的灰粒,尤其是小于10微米的灰粒,静电力大于本身重力被吸附在管壁上。

⑤涡流作用

 由于烟气流的流体动力特性为层流状态,流过金属管壁是在其背风面形成漩涡风,较大的粒子飞灰惯性大,不易被卷进去,而小于30微米的小颗粒随气流卷入涡流区,在管壁上沉积下来。