基于射流冲击换热技术烟气酸露点仪的研究与设计

发布时间：2017-11-03 05:33

  本文关键词：基于射流冲击换热技术烟气酸露点仪的研究与设计

  更多相关文章： 酸露点 低温腐蚀 排烟温度 监测 锅炉效率

【摘要】：能源问题一直是我国经济和社会健康持续发展的基本问题之一,随着我国经济的持续快速发展,能源供需之间的矛盾日益突出,提高化石能源的利用效率是解决能源供需矛盾的可行办法之一。中国的火力发电厂提供了全国绝大多数的电能,同时也消耗了大量的燃煤。电站锅炉是燃煤电厂能量传递与转化系统中最基本的设备,电站锅炉的运行性能会直接影响燃煤电厂的整体效率,进而会对全国的节能减排战略产生重要影响。锅炉烟气中的水蒸气和SO3进入低温受热面时,SO3和水蒸气形成硫酸蒸汽,当尾部设备壁温低于烟气酸露点温度时,就容易发生凝结,造成对金属壁面的低温腐蚀。它对工程造价、设备使用寿命及停运检修的难易程度等方面具有直接影响。提高排烟温度是解决此问题的一个措施,而一味的提高排烟温度,又会降低锅炉效率。因此,对尾部装置烟气酸露点的准确测量和腐蚀环境的预测,对于运行过程中及时控制酸腐蚀的影响,保证设备稳定、安全运行具有重要意义。射流冲击技术为酸露点仪换热技术,这是一种极其有效的强化传热方法。这是因为流体直接冲击需要冷却或加热物体的表面,流程短而边界层很薄,换热效果加强,因此换热系数比通常的管内换热要高出几倍以至一个数量级。总结了国内外酸露点测量仪的优缺点基础上,结合电厂烟道烟气易发生低温腐蚀的特性,采用射流冲击技术和电流增长率为零法的测量方法,确定了以润湿角较小、耐腐蚀的石英玻璃为探头材料,以金属铂为电极材料,配以K型热电偶,设计并加工了一套新的酸露点仪的结构系统,搭建了实验室条件下的酸露点仪测量系统,在实验室实验的过程中,依据存在问题,对酸露点仪探头进行结构改造与系统优化,旨在提高探头的耐温性,防止因热胀冷缩发生变形或因受热不均,发生爆裂,改善其在实际应用中的不良状况。电厂应用试验结果表明,本文所设计的酸露点仪能够测量出酸露点,这对保证锅炉运行效率的前提下,防止低温腐蚀、设定合理的排烟温度具有指导意义。
【关键词】：酸露点 低温腐蚀 排烟温度 监测 锅炉效率
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文的研究内容14-16
• 第2章 烟气酸露点的计算方法及其影响因素16-32
• 2.1 国内外酸露点计算公式分析16-28
• 2.1.1 锅炉空气量、烟气量的计算16-22
• 2.1.2 国内外酸露点计算公式22-28
• 2.2 影响酸露点的主要因素28-30
• 2.2.1 燃料种类28
• 2.2.2 燃料硫含量和燃烧方式28-29
• 2.2.3 烟气中的水蒸气的浓度29
• 2.2.4 过量空气系数29-30
• 2.2.5 飞灰或受热面结构及积灰影响30
• 2.2.6 其他影响因素30
• 2.3 本章小结30-32
• 第3章 酸露点监测仪系统设计32-57
• 3.1 酸露点的监测32-34
• 3.1.1 酸露点的定义32
• 3.1.2 酸露点的监测原理32-34
• 3.2 探头结构以及材料的确定34-37
• 3.2.1 探头结构设计与整体工艺34-35
• 3.2.2 探头材料的选择35-36
• 3.2.3 电极材料的选择与布置方式的确定36-37
• 3.2.4 热电偶的选择37
• 3.3 气路系统37-55
• 3.3.1 射流冲击38-41
• 3.3.2 最佳r/D和最佳H/D的确定41-42
• 3.3.3 探头冷却计算42-49
• 3.3.4 其他重要元件的型号与作用49-55
• 3.4 探头结构安装方案图55-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第4章 酸露点仪性能验证实验及改进57-69
• 4.1 探头导电性能验证实验57-59
• 4.1.1 实验目的57
• 4.1.2 实验原理57-58
• 4.1.3 实验器材58
• 4.1.4 实验数据处理分析与结论58-59
• 4.2 酸露点仪的冷却实验59-64
• 4.2.1 实验目的59
• 4.2.2 实验步骤59
• 4.2.3 实验台搭建59-61
• 4.2.4 实验数据处理分析与结论61-64
• 4.3 存在问题64-65
• 4.4 系统改进65-66
• 4.5 酸露点监测仪的冷却凝结实验66-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第5章 酸露点仪应用试验研究69-78
• 5.1 电厂煤种资料69-71
• 5.1.1 煤的元素分析69
• 5.1.2 公式计算酸露点69-71
• 5.2 电厂试验71-77
• 5.2.1 酸露点监测位置71-72
• 5.2.2 测量系统安装72
• 5.2.3 试验72-73
• 5.2.4 试验数据分析与结论73-77
• 5.3 本章小结77-78
• 第6章 结论与展望78-79
• 6.1 全文总结78
• 6.2 未来工作展望78-79
• 参考文献79-82
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果82-83
• 致谢83

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