哈雷钎焊板式换热器
专业生产:换热器;分水器;过水热;冷却器
新闻动态

降低排烟温度减轻低温腐蚀方法研究

点击:1111 日期:[ 2014-04-26 21:39:49 ]
                        降低排烟温度减轻低温腐蚀方法研究                                      王 然                      (大庆市宏伟热电厂,黑龙江大庆163411)     摘 要:本文探讨了降低锅炉排烟温度,减轻低温腐蚀的有效措施,并提出了采用流化床换热器回收排烟预热的技术方案。     关键词:排烟余热;低温腐蚀;流化床;节能     中图分类号:TK22  文献标识码:A     文章编号:CN23-1249(2010)05-0008-04     0 引 言     排烟损失是锅炉各项损失中较大的一项,约占5% ~12%。但为保证低温受热面不受腐蚀,不能使排烟温度过低。一般电站锅炉的排烟温度为110~160℃,工业炉为180~250℃,但在实际行动中,为给防止低温腐蚀留有较多余量,排烟温度与设计值一般高出10~50℃。排烟温度每升15~20℃,将使锅炉热效率下降1%左右。但过分降低排烟温度,又会加剧尾部受热面的低温腐蚀。因此,如何解决二者的矛盾,达到既能降低排烟温度,又能减轻低温腐蚀已成为电站与工业锅炉节能降耗,安全生产所面临的重要课题。     1 低温腐蚀机理     由于锅炉排烟中含有大量SO2气体,在一定过量空气系数下, SO2会氧化成SO3, SO3与烟气中的水蒸气结合生成H2SO4蒸汽,气体状态下,H2SO4并不对受热面而产生腐蚀,但当受热面壁温低于烟气中酸露点时,H2SO4蒸汽会在受热面上凝结,从而对受热面金属产生强烈的腐蚀。低温腐蚀与受热面壁温关系密切,即只有在壁面温度低于烟气中的酸露点时才会产生腐蚀,壁面温度与腐蚀速度关系如图1所示。由图可知,要避免产生低温腐蚀,必须使壁温避开最大腐蚀区,应处于C区和A区,但C区壁温变化范围很窄,稍高或稍低都会使腐蚀剧烈增强,而且一般工程应用中壁温都在150℃以上,因此应将壁温工作区设计在A区。壁温计算公式如下:                    低温腐蚀一般发生在空气预热器冷空气入口处,因为入口空气温度低(20~30℃),易使壁温处于最大腐蚀区。     2 降低排烟温度,减轻低温腐蚀措施     由以上分析可知,减轻低温腐蚀可从三个方面入手,既提高烟气温度,提高入口空气温度和提高壁面抗腐蚀性,但提高烟气温度会增加排烟损失,提高入口空气温度会减小传热温差,提高壁面抗腐蚀性受到材料的限制,所以在减轻低温腐蚀的同时,必须综合考虑节能?节材和技术经济可行性。现在常用方法通常有被动和主动两种方式。     2. 1 被动方式     这种方式是允许壁面产生低温腐蚀,但管壁采用抗蚀材料,象陶瓷?玻璃?耐蚀合金等。这种方法可将排烟温度大幅度降低,不但减少了排烟损失,而且防止低温腐蚀对换热器的影响,收到节能降耗和减轻腐蚀的双重效果。因此是一种很有前途的方法。但由于陶瓷的传热系数太小,玻璃又不宜维护,耐蚀钢材又受到材料技术的限制,这种方法目前仅处于尝试阶段。     2. 2 主动方式     主动方式是从低温腐蚀机理入手,采取措施,减少烟气中的SO3含量或提高壁面温度,或将排烟温度加以提高,因排烟温度提高而造成的损失用专门余热回收装置进行回收利用。常用方式有以下几种:     1)降低排烟中空气过量系数,减少尾部烟道处漏风,降低烟气中氧气含量,抑制SO2被进一步氧化成SO3的机会,这种方法投资省,能在一定程度上减轻低温腐蚀。     2)采用将低酸露点或抑制腐蚀添加剂。这种方法在燃油锅炉和沸腾炉中取得一定效果。将粉末状石灰石或白云石掺入燃料或直接喷入炉膛或过热器烟道中,这些粉沫会在高温下吸收烟气中的SO3,从而降低烟气中的SO3含量和压力,降低酸露点,减轻低温腐蚀。但这种方法会加剧受热面积灰和污染,影响传热。     3)热管空预器。热管以其优越的传热性能和结构简单,使用维护方便等优越性得到普遍的只用。热管空预器的吸放热面分离安装,能在空气侧布置将达受热面以加强传热和冷热风混合,以提高空气入口处温度,减轻低温腐蚀,一般热管空预器在同样条件下比管式空预器能提高壁温10~15℃,因此可将二者叠置安装(如图2),即先用热管空预器将空气初步加热,然后再进入管式空预器,这样不但减轻了管式空预器的低温腐蚀,而且回收了排烟余热,使排烟温度大幅降低。另外,即使部分热管因腐蚀损坏也不影响其他热管的传热,并且从根本上解决了漏风,减轻了积灰。因此,热管空预器值得重视推广。                     4)低压省煤器。低压省煤器是一种面式换热器,他之所以耐腐蚀,是因为其入口水温高(6~80℃),即使在降低到排烟温度下也可是壁温避开最大腐蚀区。将低压省煤器安装在空预器的下方(如图3),这样即使为减轻空预器低温腐蚀而提高排烟温度,排烟余热也会在低压省煤器中得到回收,这样既减少了排烟损失,又减轻了低温腐蚀。低压省煤器的给水可引自机组热力系统回收的余热直接利用于热力系统中。目前该技术已开始在电站锅炉上的到使用。                    5)低压省煤器———暖风器。这种方式与单独的低压省煤器不同,它是将低压省煤器中回收的排烟余热通过暖风器加热入口空气以提高空气入口温度。这样既能回收排烟余热,又能减轻低温腐蚀。比较适用于中小型工业炉的节能改造。                    6)暖风器和热风再循环。暖风器是从热力系统中引出蒸汽加热入口空气,以提高入口空气温度,减轻低温腐蚀。热风再循环是从空预器出口引出部分热风到空气入口与冷空气混合以提高入口空气温度,从而减轻低温腐蚀。这两种方法仅从减轻低温腐蚀角度入手,使排烟损失增大,目前仅用于大型电站锅炉。     3 采用流化床回收排烟余热,减轻低温腐蚀     在研究排烟余热回收和减轻低温腐蚀基础上,作者提出采用传热效率极高的流化床技术来回收排烟余热的方案。如图5所示。排烟经转弯烟道后,将一部分烟气分流入流化床换热器,通过沸腾换热来加热给水。由于流化床中含有大量固体颗粒,烟气中的大部分酸蒸汽很难在换热器壁面凝结,即使凝结也会立刻冲刷掉。在这烟气中的颗粒也将参与硫化。由于采用流化床,烟气侧的放热系数会大大的增加,提高了换热效率。部分逃逸的颗粒会在除尘器中被捕集,不会影响风机的运行和排烟指标。由于酸蒸汽几乎不在管壁凝结,因此可将流化床换热器埋管的入口水温设计较低,故可直接加热环水温。由以上分析可知,即使空预器排烟温度很高,也会是排烟余热在流化床中得到充分回收,达到了节能降耗和减轻低温腐蚀的双重效果。                    这种技术方案的特点是:     1)总换热系数高,为单纯烟气换热的几十倍。可大幅度节省钢材,减少受热面。     2)结构简单,投资低廉,在原烟道上旁路分流部分烟气,安装一小型流化床换热器即可。     3)调节运行方便,可方便投运和切除,不影响主烟道正常运行。只要达到临界流化风速,即使温差变化50%,也不会对换热效率有较大影响。     4)可适用于电站锅炉和一般工业炉窑的节能改造,被加热介质可以是水也可以是油。     5)从根本上解决了锅炉低温受热面积灰,漏风和腐蚀等问题。     5 结 论     减轻低温腐蚀和降低排烟温度必须同时考虑才能达到节能降耗和安全运行的目的。采用流化床换热器可以有效地回收排烟余热,减轻低温腐蚀,值得研究和应用。     参考文献     [1] 党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行[M].中国电力出版社, 2002     [2] 李彦林.燃煤锅炉积灰结渣试验研究与工程应用[Z].北京,石油工业出版社, 2001.     [3] 陈学俊,陈听宽.锅炉原理,机械工业出版社[Z].北京, 1993.
上一篇:两级复叠式低温预冷设备的理论分析及试验研究 下一篇:商用空调换热器的清洗

相关资讯

Copyright ©2008 哈雷换热设备有限公司 All Rights Reserved. 地址:奉化外向科技园西坞金水路 电话:0086-574-88928255 传真:0086-574-88916955
换热器 | 板式换热器 | 钎焊板式换热器 | 冷却器 | 分水器 | 地暖分水器 | B3-14B板式换热器 | 网站地图 | XML 浙ICP备09009252号 技术支持:众网千寻