A berendezések fűtőfelületeinek, füstjáratainak elszennyeződése fosszilis tüzelőanyagok, biomasszák felhasználása esetén salakosodás vagy elrakódás eredményeként következhet be. Mindkét folyamatban lényeges szerepe van a tüzelés során olvadt állapotba kerülő vagy elgőzölgő hamualkotóknak, illetve a nagyon finom méretű pernyeszemcséknek. Az elpiszkolódás következtében lecsökken a hőátadás (kellő túlméretezés hiányában a kazánteljesítmény is), megnő a kazán ellenállása (kedvezőtlen esetben korlátozza a kazánba vezethető tüzelőanyag-mennyiséget, így a kazánteljesítményt is). A lerakódásokban lévő korrozív anyagok (elsősorban olvadt állapotban) reakcióba lépnek a csőanyagokkal, az összesült, nagy salaktömbök (medvék) leszakadása üzemzavarokat eredményezhet. Miután az elpiszkolódás elsősorban a tüzelőanyag hamutartalmának összetételétől függ, a kazántervező, -üzemeltető csak korlátozott beavatkozási lehetőségekkel bír. A füstgázoldali korrózió megelőzésére, a hőátadás kellő nagyságának megőrzésére és súlyos meghibásodások, személyi sérülések elkerülésére kell törekedni.

Salakosodás (2.2.2.2. fejezet) a tüzelőanyagok hamutartalmát alkotó vegyületek megolvadása, olvadt, ragadós állapotban dermedéspont alatti hőmérsékletű felületnek történő ütközése és a ragadóssági pont alá történő lehűlése esetén következhet be. A folyamat során ragasztó, kitöltő anyagként szerepet játszó leggyakoribb vegyületek, eutektikumot alkotó keverékek [1] alapján – növekvő olvadáspont-sorrendben – a 6.8. táblázatban láthatók. A tiszta fűtőfelületek elsalakosodása fokozatosan megy végbe, az alapréteg finom méretű, illetve nagyon alacsony olvadáspontú alkotókat tartalmazó szemcsékből áll [2].

A táblázatban felsorolt anyagok közül a szilikátok a tűztérbeli, a szulfátok az utófelületeken bekövetkező salakosodásnál, a szulfát-komplexonok a kisebb hőmérséklet-tartományban közvetlenül a fémfelületen történő lerakódás képződésnél játszanak lényeges szerepet. Oxidok (elsősorban a vas-oxidok) kötőanyagként a 650–1250 °C tartományban, szulfidok csak oxigénhiányos tartományban jelennek meg [1]. Kőszeneknél az alapréteg a tüzelés során a hamu (FeS2) pirittartalmából képződött FeO–FeS olvadékból állhat. A salakosodást a tüzelőanyagok hamutartalmán, összetételén túlmenően a tüzelési mód, a füstjáratok kialakítása, a tűzvezetés is befolyásolja. Várható mértékének előzetes megítéléséhez szeneknél a hamu olvadási tulajdonságaira jellemző hőmérsékletek (5.1. fejezet), illetve az 5.7. táblázatban összefoglalt jellemző számok adhatnak segítséget. Lerakódások a tűztérfalakon, a besugárzott túlhevítő felületeken, a füstgázvisszaszívó aknák belépő szakaszain, általában 1000 °C feletti füstgázhőmérsékleteknél várhatók [1]. Gyenge minőségű, nehezen gyulladó szeneknél az égőövben bekövetkező salakosodást esetenként kedvezőnek is ítélik. Biomasszáknál a hamuösszetételből adódóan 1000 °C alatti füstgázhőmérséklet-tartományban is lehetséges salakosodás. A jellemző hőmérsékletekre a [2.170], [6.31] irodalomban találhatók tájékoztató értékek. Rostélytüzeléseknél a füstgázok kisebb pernyetartalma következtében salaklerakódások csak a füstjáratok kedvezőtlen kialakítása (a láng ütközése, irányelterelése) esetén okozhatnak gondot. A tűzvezetés kialakítása elsősorban az NOx-kibocsátás csökkentésére, lángterelésre alkalmazott levegőbefúvások előnyös vagy hátrányos hatásán keresztül befolyásolhatja a salakosodást.

Elpiszkolódás a füstgázokban lévő, tüzelés során elgőzölgött anyagok lehűlés következtében létrejövő kondenzációja, illetve a legfinomabb méretű szemcsék termoforézis, Brown-féle mozgás, elektrosztatikus és Van der Waals-féle erők, illetve 10 μm-nél nagyobb méretű szemcsék közvetlen ütközésének hatására [1], [6.34] bekövetkező megtapadás következtében kezdődhet el. A lerakódások felépítése általában réteges.

Széntüzelés esetén legbelül, a legelőször lerakódó, illó szublimátok SiO2-ből, Al-, valamint alkálivegyületekből állnak, amelyek mintegy ragasztóanyagként viselkednek. A nagyon finom (<1 μm) szemcsékből és a kötőanyagként szolgáló különféle (alkáli-, vas-, alumínium-alkáli-) szulfátokból álló, 1–2 mm vastagságú, fehér színű réteg tapadása jó. Az előbbi rétegre váltakozva sötét-, vörös-, világosbarna rétegek rakódnak, amelyek nagyobb méretű szemcséket is tartalmaznak, mivel a felületen megtapadt, finom szemcsékből álló réteg megkönnyíti a nagyobb méretű szemcsék megtapadását mindaddig, amíg egyensúly nem jön létre a tapadást, befogást elősegítő folyamatok és a nehézségi erő, illetve a növekvő sebességű áramlás dinamikus hatása között. A kötőanyagként szolgáló vegyületek széles tartományban hatásosak, például [1]:

A lerakódások alakja elsősorban a hőmérséklettől, a szemcseeloszlástól és az áramlási sebességtől függ. Kőszéntüzelésű kazánoknál elvégzett vizsgálatok során [6.35]:

A már lerakódott rétegek összetétele, a lerakódást alkotó vegyületektől és a hőmérséklettől is függően, időben változik; szintereződés, visszafolyósódás következhet be [1]. A szóba jöhető anyagpárokat, hőmérsékleteket és a folyamatok eredményeként keletkező anyagokat a 6.9. táblázat foglalja össze. A szilárd fázisban végbemenő átalakulás eredményeként a lerakódott rétegek keménysége növekedhet.

A várható elpiszkolódás előzetes megítélésére az 5.7. táblázatban megadott összefüggéssel számítható eltömődési tényező, illetve ligniteknél az egyesült államokbeli Grand Forksban elvégzett vizsgálatok [2] alapján, közvetlenül a hamu Na2O-tartalmának nagysága használható (6.10. táblázat).

A kis (0,01–0,28%) hamutartalom ellenére olajtüzelésű kazánoknál is kialakulhatnak vastagabb lerakódások (6.23. ábra). Már 2000–3000 üzemóránként olyan mértékű füstgázhőmérséklet-növekedés következhet be, amely szükségessé teheti a kazánok tisztítását [6.32]. A lerakódások vastagsága általában 0,5–2 mm között, az éghetőtartalom a túlhevítőkön lerakódott rétegekben 1%, az utófűtő felületeknél ~3% körül van. A lerakódások azzal magyarázhatók, hogy a hamuban lévő alkálifém-vegyületek a tűztérben elgőzölögnek, és a felületre kondenzálódva ragasztóanyagként viselkednek. Az olajhamukban előforduló anyagok olvadáspontját a füstgázoldali korrózióval foglalkozó részben lévő 6.11. táblázat foglalja össze. A V2O5–Na2SO4–O2–SO2 összetételű kötés alkotók arányától függő, legalacsonyabb olvadáspontja például mintegy 330 °C. A lerakódások összetétele, viselkedése a tüzelés minősége mellett (az égési folyamat eredményeként a gyűrűs szénláncok teljesen elégnek-e vagy hamuban gazdag, olajkoksz-konglomerátumként visszamaradnak a füstgázban) nagymértékben függ a csőfal hőmérséklettől [6.33]:

Az olajtüzelésű berendezések füstgázában az

search

[mg/m3] kihulló szilárdanyag-tartalom az

search

[%] hamutartalom függvényében az

összefüggéssel becsülhető, amelynek 15–30%-a maradhat vissza a fűtőfelületeken lerakódások formájában [6.32]. Rendszeres koromfúvás esetén a visszamaradt mennyiség közelítőleg zérusnak tekinthető. A lerakódás vastagsága, a tüzelőanyag minőségétől is függően, 8000 üzemóra felett állandósulhat. A tisztítás nélküli felületeket azonban 50–60 százalékkal túl kell méretezni. A hatályos szabályok alapján a szilárdanyag-kibocsátás minimalizálására (a megengedett határérték, például 50 mg/m3 betartására) olajtüzelésű kazánoknál is szükséges lehet szilárdanyag-leválasztó beépítése.

A lerakódások tisztítása: Az előzőekből láthatóan a lerakódások és a hőátadó felületek között jól tapadó kapcsolat alakul ki. Emiatt, a lerakódások eltávolítására csak kellő nagyságú nyírófeszültség létrehozásával van mód. A gyakorlatban az üzemelő berendezések tisztítására alkalmazott berendezések a nyírófeszültséget:

hozzák létre.

Az első csoportba tartoznak a tűzterekkel összefüggésben, a 2.2.2.2. fejezetben vázlatosan ismertetett, salaklerakódások eltávolítására alkalmas vízlándzsázó berendezések (6.24. ábra). Nagy kazánoknál a nagyobb hatékonyság, a membránfalak kisebb igénybevétele és a gazdaságosabb üzemvitel [6.36] következtében a szemközti falra beépített, irányítható vízlándzsák telepítése célszerű. A besugárzott túlhevítők terében (a határolófalak tisztítására) csak a körben forgó vízlándzsák alkalmazhatók. Telepítési helyüket, darabszámukat a különféle gyártók által ajánlott berendezések paraméterei alapján kell meghatározni. A gyakorlatban figyelembe kell venni, hogy az alapréteg a vízlándzsás tisztítást követően is a csöveken maradhat, elősegítve az ismételt gyors elsalakosodást [2]. Túl gyakori működtetésük a membránfalak sérülésével járhat, emiatt két működtetés között a biztonságos, illetve gazdaságos üzemvitel szempontjából megengedhető maximális időközt kell tartani.

A dinamikus erőhatással működő, berendezéseket a konvektív fűtőfelületek tisztítására alkalmazzák. Leggyakoribb a „koromfúvó”-k felhasználása. Ezek elvileg levegővel, gőzzel, vízzel is üzemelhetnek, a leginkább telített (enyhén túlhevített, esetleg 330–350 °C hőmérsékletű) gőzt használnak tisztítóközegként. A koromfúvók működtetése nagy zajjal jár [6.37], ezért kellő hangtompításról, árnyékolásról gondoskodni kell. Két fajtáját alkalmazzák széleskörűen:

Mivel kőszéntüzelésnél a lerakódások elsősorban a csövek hátoldalán helyezkednek el, a koromfúvóknak célszerűen a füstgáz áramlási irányával szemben kell működni [6.35]. Ilyen esetben nincs szükség a koromfúvók körforgására, elegendő az ingázó mozgatásuk. Telepítési helyüket, darabszámukat, típusukat a koromfúvógyártók típusadatai, ajánlatai alapján célszerű meghatározni.

A sűrített levegővel működő légágyuknál a töltés, expanzió vezérlését gyakran mozgó dugattyúval biztosítják. A 6.25. ábrán (b) vázolt megoldásnál [6.38] a töltővezetéken beáramló sűrített levegő a dugattyút az „ágyúcső” ülésére szorítja, a levegő a dugattyú körben elhelyezett furatain keresztül a légtartályba áramlik, a nyomás kiegyenlítődik. Az elsütés a levegőbevezetés elzárásával, a dugattyú mögötti tér nyomásának környezeti nyomásra csökkentésével történik. Ekkor a tartályban uralkodó nagyobb nyomás hatására a dugattyú – az ábrán halványabban vázolt – hátsó helyzetébe lökődik, a szabaddá váló nagy keresztmetszeten keresztül a levegő gyorsan expandálva nyomáshullámot gerjeszt. A levegőbevezetés nyitásával a dugattyú ráül a záró felületre (ezt rendszerint a dugattyú mögötti gyenge rúgó is elősegíti), és megkezdődik az újratöltés.

Az előbbi, üzem közben működő tisztítóberendezések használatával a kazánok normál üzemvitele általában biztosítható. Nehézségek a kellő gyakorlati tapasztalatok nélkül létesített berendezéseknél, a rendszeres tisztítás elhanyagolásánál vagy a tüzelőanyag-minőség (hamu mennyisége, összetétele) változása esetén adódhatnak. Utóbbi esetben újabb vagy más típusú tisztítóberendezések telepítése is szükségessé válhat.

Vegyszeres mosatás: Olajtüzelésű kazánoknál a lerakódásokkal érintett felületek vegyszeres mosatása is alkalmazható [6.32]. A mosatás eredményességének előfeltétele, hogy a lerakódások vízben oldhatók legyenek. Ezért a mosóberendezés telepítése előtt mindig bizonyosságot kell szerezni arról, hogy a várható vagy a meglévő lerakódások oldhatósága célszerűvé teszi a berendezés beépítését. (A lerakódások döntő részét leggyakrabban alkotó nátrium-szulfát általában elősegíti a vízben történő oldódást.) A mosóberendezés létesítésének további feltétele, hogy a fűtőfelületekről lefolyó oldat visszavezethető legyen a mosóberendezésbe, azaz a kazán fenékkialakítása kellően tömör, nedvszívó (tűzálló beton, tömítő massza stb.) borításoktól mentes legyen.