生物质与煤混烧锅炉对流受热面腐蚀特性研究

发布时间：2021-05-21 07:55

　　节能减排是我国可持续发展的重要课题之一,生物质能作为一种碳基可再生能源,可以方便地与煤进行混烧。然而生物质与与煤混烧时,对流受热面腐蚀问题一直以来限制着该项技术的推广。盘锦大洼县某热力公司一台80吨供暖锅炉,原设计燃料为二类烟煤,后掺烧本地玉米秸秆压块,结果出现了严重的腐蚀问题。有文献认为生物质的加入会导致积灰,氯腐蚀等,会加剧受热面腐蚀的。也有文献认为加入适当比例的生物质时,烟气中的SO2会抑制氯腐蚀,且温度越高越明显。针对这个工程实际问题和文献调研的结果,论文主要做三方面的工作：对生物质混煤燃烧过程中腐蚀机理进行研究分析,其次确定腐蚀影响因素,最后对该问题提出整改建议。首先需要模拟实际环境,进行实验室试验。实验材料为锅炉厂提供的20号锅炉钢；腐蚀面的温度,根据实测和fluent软件模拟,确定为450℃、500℃、550℃和600℃；根据炉管表面沉积物的XRD分析结果,确定腐蚀物为KCl:NaCl:K2SO4:Na2SO4=63:13:5:1;根据炉内烟气形成原理确定C12,O2和SO2为气体影响因素,按照标准烟气,配合12%CO2和10%H2O,其余为N2。然后搭建了试验系统,用腐... 

【文章来源】：沈阳工程学院辽宁省

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 能源危机与环境保护
        1.1.2 生物质能源
        1.1.3 生物质混煤燃烧技术的应用
    1.2 本课题研究内容来源
    1.3 研究现状
    1.4 研究内容
2 试验材料和试验方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 生物质燃料的选取
        2.1.2 腐蚀管材的选择
    2.2 腐蚀模拟试验
        2.2.1 试验系统
        2.2.2 仪器设备
        2.2.3 试样制备
        2.2.4 试验方法
3 生物质混煤锅炉炉内环境分析
    3.1 锅炉概况
    3.2 炉内烟气温度分布情况
        3.2.1 数学模型的建立
        3.2.2 床层燃烧模型
        3.2.3 气固相物理化学反应模型
        3.2.4 炉膛燃烧模型
        3.2.5 床层模型与炉膛模型耦合
        3.2.6 数值方法与边界条件
        3.2.7 数值模拟结果与温度场分析
    3.3 碱金属、Cl、S等元素在热解过程中的析出规律
        3.3.1 碱金属元素
        3.3.2 氯元素
        3.3.3 硫元素
    3.4 烟气成分分析
    3.5 飞灰沉积物分析
    3.6 本章小结
4 生物质混煤锅炉受热面腐蚀行为研究
    4.1 单生物质、单煤与生物质混煤燃烧情况下
    4.2 正交实验法
    4.3 不同温度下
    4.4 不同SO_2浓度下
    4.5 不同O_2浓度下
    4.6 本章小结
5 腐蚀动力学分析
    5.1 腐蚀动力学模型的建立
    5.2 腐蚀反应机理函数的确定
    5.3 动力学三因子的确定
    5.4 腐蚀动力学方程分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论与实例整改意见
    6.2 创新点摘要
    6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质混煤燃烧锅炉过热器受热面金属氯腐蚀特性[J]. 武岳,王永征,栗秀娟,岳茂振,姜磊.  动力工程学报. 2014(09)
[2]生物质燃烧积灰、结渣与腐蚀特性[J]. 孙迎,王永征,栗秀娟,岳茂振,卞素芳.  锅炉技术. 2011(04)
[3]生物质锅炉二级过热器结渣恶化机制分析[J]. 刘洋,牛艳青,谭厚章,刘海玉,刘正宁.  中国电机工程学报. 2011(14)
[4]TP316L在生物质锅炉过热器气相条件下的腐蚀特性[J]. 罗必雄,印佳敏,吴占松.  热力发电. 2011(03)
[5]生物质锅炉高温过热器腐蚀机理的研究[J]. 宋鸿伟,甄邯伟.  锅炉制造. 2010(05)
[6]生物质灰结渣机理研究[J]. 刘洋,刘正宁,谭厚章,陈二强,王学斌,牛艳青,徐通模.  工程热物理学报. 2010(05)
[7]基于燃料特性的秸秆积灰结渣[J]. 王晓岚,那峙雄.  赤峰学院学报(自然科学版). 2008(02)
[8]生物质热解和气化过程Cl及碱金属逸出行为的化学热力学平衡分析[J]. 陈安合,杨学民,林伟刚.  燃料化学学报. 2007(05)
[9]秸秆燃烧过程中碱金属问题研究的新进展[J]. 马孝琴.  水利电力机械. 2006(12)
[10]生物质与不同变质程度煤混合燃烧特性的研究[J]. 闵凡飞,张明旭.  中国矿业大学学报. 2005(02)

博士论文
[1]秸秆燃料锅炉受热面高温腐蚀机制及防护研究[D]. 张小辉.沈阳工业大学 2012

硕士论文
[1]动力煤及其混煤燃烧SO2析出特性试验研究[D]. 孟凡珂.山东大学 2008
[2]垃圾焚烧炉内过热器区HCI高温腐蚀研究[D]. 潘葱英.浙江大学 2004



本文编号：3199352