燃煤锅炉烟气酸露点计算方法分析与实验研究

发布时间：2020-03-28 09:45

【摘要】：降低燃煤锅炉排烟温度,可有效提高锅炉效率、降低发电煤耗,但排烟温度低于酸露点会造成低温腐蚀。准确预测酸露点一直是学术界和工业界的难点。本文采用理论分析和试验相结合的方法,进行燃煤电站锅炉酸露点的计算方法分析和试验研究。烟气酸露点的影响因素众多,且影响机理复杂。其中烟气中硫酸蒸汽浓度或分压是烟气酸露点最直接的影响因素,而烟气中水蒸气和三氧化硫的反应是烟气中硫酸蒸汽的主要来源。其余因素,如过量空气系数、灰分、二氧化硫等,则主要是通过影响烟气中三氧化硫浓度,实现对烟气酸露点数值的影响。本文总结了十种常见烟气酸露点计算方法,并在压力为800Pa和水蒸气体积分数为9%的条件下进行计算,将计算结果与国内外现场测量数据进行比较。结果表明:P.А.Леpoeян计算式的理论数值分布相对合理;HaaseBorgmann计算式更加适用于三氧化硫含量较低的工况;И.A.BapaHoB等计算式更加适用于三氧化硫含量较高的工况;当三氧化硫含量低于35ppm时,HaaseBorgmann和P.А.Леpoeян计算式较И.A.BapaHoB等计算式具有更高的计算精度。为验证理论分析的正确性,本文自行设计、搭建了基于一维炉燃烧系统的烟气酸露点试验装置。通过试验验证了上述分析的结论。为提高计算方法理论数值精度,本文基于试验数据对P.А.Леpoeян计算式进行修正。并以国内学者测量数据为基础证明了该修正式在三氧化硫含量低于35ppm时具有更高的精度。为进一步验证本文修正式理论数值的合理性和计算精度,分别采用自行设计的烟气酸露点测量装置和与广东电科院联合制作的工程酸露点测量系统,进行了现场试验研究。随后采用该修正式和部分常见酸露点计算方法对测量数据进行理论分析。结果表明:较现场测量结果而言,该修正式较常见烟气酸露点计算方法具有更高的计算精度,且误差不超过4.5℃;与实验结果相比,采用该式理论数值作为锅炉排烟的极限温度,可提高锅炉尾部余热利用率。
【图文】：

华北电力大学硕士学位论文通过 DETA2000-CD-IV 进行实时检测。试验段出与旋风除尘器入口相连，烟气由引风机鼓出。试验系统实物图如图 3-2 所示。

根据试验观察可知当炉膛处于稳定燃烧工况时烟气温度基本处于 150～170℃范围内，满足酸露点测量要求，无需对试验段烟气温度进行过多调节。试验前测点温度升高至实验设定温度以上 5℃，以此降低因测点存在较长升温过程因硫酸蒸汽凝结带来的测量误差。当测点温度达到设定值后将测点插入试验段烟道内，当测点插入烟道内时，由于烟气加热作用会导致测点温度出现上升趋势，当温度停止上升后，打开恒温水箱排水管并适量加入冷水。但降温过程需要多次缓慢进行，以免因加入冷水过多导致测点温度骤降。（3）酸露点的测量过程将一维炉燃烧系统及测点温度设定到稳定数值后开始进行试验。试验过程中需保证烟气冲刷测点表面不少于 3 小时。达到设定时间后，取出测点并用 pH 试纸对测点表面积灰进行 pH 值测定。当测点表面呈酸性时，需升高测点的设定数值，继续进行试验，且每次升温不超过 5℃，直至当测点表面恰好不呈酸性时，停止试验并初步认为该温度为烟气酸露点温度。在烟气酸露点温度附近重复三次试验，并确定烟气酸露点数值范围。试验装置升温过程中部分测点及炉膛管火孔如图 3-5。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X773;TM621.2

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本文编号：2604279