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燃煤电厂低低温省煤器MGGH改造工程关键技术问题

北极星环保网来源:环保技术互联2017/5/23 9:26:58我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:燃煤电厂 省煤器 GGH

北极星环保网讯:综述:由于烟气余热回收系统的传热温差小,为使受热面结构紧凑从而减小体积,并减少材料耗量,传热管必须采用扩展受热面强化传热。螺旋肋片管和H翅片管作为换热元件,由于制造工艺简单,能增大管外换热面积,强化传热,因而在常规锅炉设计与改造、利用中低温余热的余热锅炉以及其它换热设备中得到了广泛的应用。

1低温腐蚀

为了追求最大的换热效率,通常受热面采用逆流布置,烟气的低温段和工质的低温段重合。管壁温度有可能低于硫酸结露的露点温度,烟气中的硫酸蒸汽将冷凝沉积在烟气冷却器的冷端受热面上引起硫酸露点腐蚀,因此,解决传热管低温腐蚀是首要难题,是必须解决的关键技术之一。

(1)烟气中SO2与SO3的含量

煤中的硫成分按其在燃烧过程中的可燃情况可分为可燃硫和不可燃硫。煤中的黄铁矿硫、有机硫及元素硫均属于可燃硫,而硫酸盐硫在煤燃烧后沉积在灰渣中,是不可燃硫。但煤中硫酸盐硫含量很少,一般不超过0.2%,可燃硫在还原性气氛下还会生成少量的H2S,所以煤中硫燃烧后绝大部分转化为硫氧化物。

煤中S的析出速率与煤的种类和实验工况有关,S的含量、煤中S的存在形式(高温S与低温S的比例)、燃烧气氛(过量空气系数)以及试验工况的温度等都对S的析出速率有很大的影响。

在实际锅炉燃烧中,一般都假定煤中的S全部反应生成SO2,但是引起低温腐蚀的却是SO3,SO3主要是通过以下几种途径形成的:

燃烧反应,SO2与烟气中的O原子反应生成SO3;

催化反应,SO2在催化剂的作用下转化成SO3;锅炉烟气通道内的催化剂主要是灰中的V2O5和Fe2O3;

硫酸盐分解,一些碱金属硫酸盐在高温下会分解,从而产生SO3,但鉴于煤中此种硫酸盐的含量少,其生成的SO3也很少。

锅炉尾部烟气中只有0.5%~3%,最大不超过5%的SO2转化成SO3,在进行烟气酸露点计算时,常常假定2%的SO2转化成SO3。通常SO2与SO3含量的计算步骤为:

根据给定的燃料组成成分和过量空气系数,计算出烟气组成,SO2按2%的转化率计算SO3的含量。

(2)酸露点的计算

对于锅炉的烟气露点温度,国内外有大量的研究结果。由于锅炉的烟气结露问题复杂、研究价值大,所以有很多人从不同的侧重点进行了研究,研究结论差别很大。对于同一种烟气成分,应用不同的研究结论进行计算所得到的烟气露点温度差别很大。一般来讲,烟气露点温度和燃煤成分中的水分含量、硫含量、氢含量、灰分含量、发热量、炉膛燃烧温度、过量空气系数等因素有关,但这些因素的影响幅度不同,所以有的计算中会忽略有些因素的影响。

在众多酸露点计算公式中,苏联1973年锅炉热力计算标准方法中推荐的公式应用最广泛,也比较接近实际。烟气露点温度计算公式为:

低低温省煤器

(3)露点腐蚀的影响因素

影响露点腐蚀的因素很多,按照影响程度,可以认为,影响露点腐蚀速率最大的几个因素是燃料、转化率、酸沉积率、温度、材料。可以写成:

露点低温腐蚀速率=f(燃料,转化率,酸沉积率,温度,材料)

关于露点低温腐蚀,主要有以下几个结论:

腐蚀速率受控于酸冷凝沉积率,而不是酸和金属的反应速率;

延伸阅读:

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