За последние 10 лет резко возросло сжигание под котло-агрегатами высокозольных топлив ряда угольных бассейнов — Донецкого, Экибастузского, Подмосковного и др., вследствие чего вопросы без-износной работы поверхностей нагрева экономайзеров и холодных ступеней пароперегревателей имеют первостепенную важность. В связи с изложенным, а также учитывая некоторые публикации по вопросу золового износа, ниже излагаются некоторые результаты исследований золового износа труб шахматных пучков, проводившихся ЦКТИ.
Согласно опытам, на шунтовом газоходе при сжигании подмосковного угля, относительный максимальный износ труб второго ряда шахматного пучка по отношению к износу первого ряда /шах /шах = 1,6-г-1,45 при Зг1й ~ 2,8-ь3,6.
Опыты на шунтовом газоходе при сжигании эстонских сланцев показали [3], что относительный максимальный износ второго ряда /шах/тах = 1,65-М, 1 при Зх!й = 2,35-5-5,75.
В соответствии с испытаниями ЦКТИ на лабораторном стенде при 31й = 2,15-ь 1,37 /шах//шах = 1,9-ь4,3. Результаты всех опытов приведены на рис. 1. В опытах работы при 31/и = = 2,0 /шах//шах = 2,0, что согласуется с данными ЦКТИ. То обстоятельство, что относительный максимальный износ труб второго ряда при тесном шаге Зх!с1~ 2,0-ь2,15 не превышает 2,0, указывает на то, что износ определяется главным образом скоростью набегающего потока перед пучком Доо, 3 не скоростью потока в межтрубном сечении дог.
В методике расчета ЦКТИ принято, что износ определяется кинетической энергией частиц золы перед пучком /пи>§/2 или |л3догдо§ исходя из того, что разгон крупных частиц, определяющих в основном износ труб, на малом пути между первым и вторым рядами ($2) является незначительным, что подтверждается опытными данными.
На рис. 1. приведена кривая относительного износа /гпах//шах — ^г/^о> полученная из условия отсутствия разгона частиц перед вторым рядом, которая достаточно близка к опытной кривой. Там же приведена кривая, полученная из условия полного разгона частиц перед вторым рядом до скорости газа дог, резко отличающаяся от опытной кривой.
С учетом коэффициента вероятности по работе, учитывающего влияние крупности частиц на обтекание второго ряда труб и зависящего от критерия Стокса, получаем формулу для расчета износа второго ряда труб за время т (в мм), где а и М — коэффициенты абразивности золы и истираемости металла.
Расчеты, выполненные для различных фракционных составов зол разных топлив, позволили принять следующую приближенную зависимость для величины т) от скорости и тонкости золы (при средних значениях Тг = 900 К» с! = 0,032 м и показателя полидисперсности золы п ~ 0,9), где скорости газа и концентрация золы принимаются с учетом коэффициентов неравномерности в сечении газохода.
Из ф-лы (I) получаем выражение для определения скорости газов в суженном сечении второго ряда труб при номинальной нагрузке котла, фигурирующее в нормативном методе.
Для быстрого определения износа труб шахматных пучков или нахождения допустимой скорости газов в пучке служит но-мограмма (рис. 2), где /0 — интенсивность золового износа за 104 ч (мм-Ю4/ч).
С помощью номограммы можно находить величину /0 при значениях параметра А, выходящих за пределы поля номограммы. Для этого находят при каком-либо другом значении.