电厂氟塑钢空预器的传热与积灰性能研究

采用X射线衍射仪对样品进行X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)分析,结果如图7、8所示.

图7搪瓷空预器表面烟灰主要成分

图8氟塑钢空预器表面烟灰主要成分

图7显示低温搪瓷空预器表面灰块成分主要是含水硫酸钙、硫酸钙、二氧化硅和氧化铁.图8显示低温氟塑钢空预器表面灰块成分主要是含水硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙.说明搪瓷空预器换热表面发生氧化反应生成铁的氧化物,而氟塑钢空预器换热表面没有发生铁的氧化反应.

在搪瓷空预器烟气侧换热管表面刮下少量粉末并进行XRD分析,分析结果如图9所示.

图9搪瓷空预器换热管表面刮下的粉末成分

图中显示从搪瓷换热器烟气侧换热管表面刮下粉末成分主要是氧化铁(Fe2O3)和羟基氧化铁(水合氧化铁,FeOOH).

分析认为,在低温环境中,搪瓷换热管在酸(H+)条件下与烟气中的氧气以及少量水分发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀,生成氧化铁及水合氧化铁附着在换热管表面,而此腐蚀产物容易吸附烟气中的水分,进而吸附烟灰形成换热管表面的蓬松结构,而氟塑钢空预器由于换热管外包1层氟塑料没有发生低温腐蚀或低温腐蚀不明显,在氟塑钢空预器换热管表面几乎没有腐蚀产物与烟灰形成的污垢,表现在运行中氟塑钢空预器污垢热阻较小而搪瓷空预器污垢热阻较大.

5结论

(1)介绍了一种氟塑钢管板式空气预热器,相比金属换热器,烟气侧采用具有防腐蚀和防堵灰的优异性能的聚四氟乙烯;相比纯塑料换热器,空气侧采用具有传热性能和机械性能的不锈钢管可强化换热管,大大降低空预器的成本.

(2)当氟塑钢空预器换热管外包氟塑料厚度小于1.0mm时,氟塑钢管相比不锈钢管增加了一层氟塑料而导致空预器传热能力减弱的影响可以接受.

(3)搪瓷空预器容易积灰,且积灰对空预器的传热能力影响很大.清灰前和清灰后,氟塑钢空预器的传热系数均大于搪瓷空预器,污垢热阻均小于搪瓷空预器.

(4)在酸环境中,搪瓷管与烟气中氧气及水反应生成铁的氧化物和水合氧化物附着在换热管表面,而氟塑钢管几乎没有发生低温腐蚀,氟塑钢空预器可在电厂恶劣的低温腐蚀环境中应用.

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