湿法脱硫后燃煤电站尾部装置腐蚀研究
发布时间：2021-07-31 01:00
燃煤电站烟气中的SO3与水蒸汽形成的硫酸蒸汽,在低于酸露点温度时会冷凝于尾部装置的低温面,造成尾部装置的低温腐蚀。湿法脱硫装置（WFGD）的安装会影响电站尾部装置的腐蚀,随着湿法脱硫机组在我国的大量应用,湿法脱硫对燃煤电站尾部装置的腐蚀的研究显得越来越迫切。本文基于CFD平台,系统的研究了WFGD对燃煤电站尾部装置的腐蚀影响,并在人工加速腐蚀试验台上对电站尾部装置材料的腐蚀特性进行试验研究,并结合试验数据建立预测模型对尾部装置材料的寿命进行预测,指导工程的设计和设备的运行。本文首先回顾了国内外主要的烟气酸露点计算公式,基于典型燃料烟气成分对脱硫前后不同公式酸露点温度进行计算,同时通过与国外酸露点统计数据和实验数据的比较,分析了湿法脱硫前后酸露点的变化,对不同酸露点公式进行了比较和评估。分析认为:湿法脱硫后烟气酸露点未必一定升高或降低,取决于脱硫后烟气含量的变化。在以烟气成分为基础的露点计算经验公式中,对燃煤锅炉可考虑Haase & Borgmann估算公式来确定下限值,按Verhoff & Banchero估算公式取上限值,酸露点的唯一取值推荐采用含实验常数的幂函数经验...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
石灰石/石灰-石膏法工艺流程图
烟气总热值减少，热侧传递到冷侧的热量相应减少，管壁温度相比烟气温度的温差减小，造成前半段管壁温度升高的情况。随着热量的传递，由于总热量的相对减小，所以到后半段，烟气剩余热量小于较大负荷时的烟气热量，所以后半段逐渐降低，冷侧管壁温度变化机理与此相同。图 4-13 为不同负荷热侧冷侧的出口烟气温度，由图中可以看出，随着负荷的降低，热侧烟气出口温度逐渐降低，而冷侧出口烟气温度逐渐升高。当从 100%负荷变化到 50%负荷时，热侧烟气出口温度从 119.5℃到 113℃，降温 6.5℃；冷侧烟气出口温度从 83℃到 89℃，升温 6℃，数据基本一致，符合热平衡的原则，从另一方面证实了数据模拟的真实性。随着负荷的降低，热侧烟气出口温度逐渐降低，而冷侧出口烟气温度逐渐升高主要是由于负荷降低，烟气换热量减少，机理同上。4.2.4.2 实际电厂逆流式 GGH 换热器 100%负荷温度场和流场模拟100% 80% 65% 50%020406080100120140气温度烟/℃负荷热侧出口温度冷侧出口温度图 4-13 不同负荷热侧冷侧的出口烟气温度
a 热侧 b 冷侧图 4-15 实际热管式 GGH 热侧冷侧流场图 4-15 为实际电厂逆流热管式 GGH 热侧、冷侧流场，由图可以看出，壳壁附近区域，在沿烟气流动方向的前端，由于换热器喇叭口的影响，存在一个较大的明显回流区，该区域内的流动具有滞流的特征，流速低于主气流的流速。由于模拟结果与 4.2.3.1 模拟结果类似，此处就不加以赘述。4.3 逆流热管式 GGH 管壁冷凝酸浓度模拟虽然热管式 GGH 的优点是可以调壁温设计，减少腐蚀的发生，但只是缩小了腐蚀的温度范围，由于 GGH 的主要功能为调整两侧的烟气温度，使得满足电站运行的需要，不可能完全将管壁温度升高至酸露点温度以上，只要管壁温度低于酸露点温度，仍会造成低温腐蚀。在 GGH 中硫酸蒸汽的冷凝机理与烟囱中的类似，符合相平衡和逸度方程的要求，冷凝酸浓度的模拟模型参见第三章冷凝酸浓度预测模型，为了具有可比性和实际意义，烟气成分仍采用杭州半山电厂的烟气成分(表 3.4)。热侧为原烟气，冷侧为脱硫后净烟气。模拟结果如下：4.3.1 不同负荷下 GGH 管壁冷凝酸浓度由 3.2.3.5 杭州半山电厂脱硫前后酸露点的计算可知，热侧酸露点温度 115.6℃，冷侧酸露点温度为 113.9℃，根据图 4-11 和图 4-12 热侧、冷侧不同负荷下 GGH 管壁温度分布，可以确定发生低温腐蚀酸冷凝的管壁。在热侧 100%负荷、80%和 65%时第 1，2 排管壁硫酸蒸汽不会发生冷凝，50%负荷时，第 1，2，3 排不发生冷凝。冷侧 100%负荷、80%和 65%时，第 17，18，19 排不发生冷凝，
【参考文献】：
期刊论文
[1]低合金耐硫酸露点腐蚀钢的性能和应用[J]. 钱余海,李自刚,杨阿娜. 特殊钢. 2005(05)
[2]湿法烟气脱硫烟囱防腐技术探讨[J]. 杨杰. 电力环境保护. 2005(03)
[3]镍基及钛合金在湿法脱硫钢烟囱防腐中的应用[J]. 张爽. 电力建设. 2005(09)
[4]三种不锈钢在含硫酸的水砂介质中的耐腐蚀磨损性能[J]. 张贤忠,蔡启舟,魏伯康,李平. 热加工工艺. 2005(09)
[5]大容量火电机组湿法脱硫系统烟气加热器的应用[J]. 张起,林春一. 黑龙江电力. 2005(04)
[6]ND钢、316L、20#碳钢在硫酸介质中的腐蚀行为[J]. 顾国亮,杨文忠. 腐蚀与防护. 2005(08)
[7]石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺不宜安装烟气换热器[J]. 赵鹏高,马果骏,王宝德,胡健民. 中国经贸导刊. 2005(15)
[8]湿法烟气脱硫中GGH对污染物扩散影响初探[J]. 张华,何强,陈振宇,陈玉乐. 电力环境保护. 2005(02)
[9]脱硫产业的发展机遇和面临的挑战[J]. 徐凤刚. 电力环境保护. 2005(01)
[10]加热炉余热回收系统腐蚀状况调查及预防[J]. 舒邦春. 石油化工腐蚀与防护. 2005(01)
博士论文
[1]石灰石湿法烟气脱硫技术的试验和理论研究[D]. 孔华.浙江大学 2001
本文编号：3312450
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
石灰石/石灰-石膏法工艺流程图
烟气总热值减少，热侧传递到冷侧的热量相应减少，管壁温度相比烟气温度的温差减小，造成前半段管壁温度升高的情况。随着热量的传递，由于总热量的相对减小，所以到后半段，烟气剩余热量小于较大负荷时的烟气热量，所以后半段逐渐降低，冷侧管壁温度变化机理与此相同。图 4-13 为不同负荷热侧冷侧的出口烟气温度，由图中可以看出，随着负荷的降低，热侧烟气出口温度逐渐降低，而冷侧出口烟气温度逐渐升高。当从 100%负荷变化到 50%负荷时，热侧烟气出口温度从 119.5℃到 113℃，降温 6.5℃；冷侧烟气出口温度从 83℃到 89℃，升温 6℃，数据基本一致，符合热平衡的原则，从另一方面证实了数据模拟的真实性。随着负荷的降低，热侧烟气出口温度逐渐降低，而冷侧出口烟气温度逐渐升高主要是由于负荷降低，烟气换热量减少，机理同上。4.2.4.2 实际电厂逆流式 GGH 换热器 100%负荷温度场和流场模拟100% 80% 65% 50%020406080100120140气温度烟/℃负荷热侧出口温度冷侧出口温度图 4-13 不同负荷热侧冷侧的出口烟气温度
a 热侧 b 冷侧图 4-15 实际热管式 GGH 热侧冷侧流场图 4-15 为实际电厂逆流热管式 GGH 热侧、冷侧流场，由图可以看出，壳壁附近区域，在沿烟气流动方向的前端，由于换热器喇叭口的影响，存在一个较大的明显回流区，该区域内的流动具有滞流的特征，流速低于主气流的流速。由于模拟结果与 4.2.3.1 模拟结果类似，此处就不加以赘述。4.3 逆流热管式 GGH 管壁冷凝酸浓度模拟虽然热管式 GGH 的优点是可以调壁温设计，减少腐蚀的发生，但只是缩小了腐蚀的温度范围，由于 GGH 的主要功能为调整两侧的烟气温度，使得满足电站运行的需要，不可能完全将管壁温度升高至酸露点温度以上，只要管壁温度低于酸露点温度，仍会造成低温腐蚀。在 GGH 中硫酸蒸汽的冷凝机理与烟囱中的类似，符合相平衡和逸度方程的要求，冷凝酸浓度的模拟模型参见第三章冷凝酸浓度预测模型，为了具有可比性和实际意义，烟气成分仍采用杭州半山电厂的烟气成分(表 3.4)。热侧为原烟气，冷侧为脱硫后净烟气。模拟结果如下：4.3.1 不同负荷下 GGH 管壁冷凝酸浓度由 3.2.3.5 杭州半山电厂脱硫前后酸露点的计算可知，热侧酸露点温度 115.6℃，冷侧酸露点温度为 113.9℃，根据图 4-11 和图 4-12 热侧、冷侧不同负荷下 GGH 管壁温度分布，可以确定发生低温腐蚀酸冷凝的管壁。在热侧 100%负荷、80%和 65%时第 1，2 排管壁硫酸蒸汽不会发生冷凝，50%负荷时，第 1，2，3 排不发生冷凝。冷侧 100%负荷、80%和 65%时，第 17，18，19 排不发生冷凝，
【参考文献】：
期刊论文
[1]低合金耐硫酸露点腐蚀钢的性能和应用[J]. 钱余海,李自刚,杨阿娜. 特殊钢. 2005(05)
[2]湿法烟气脱硫烟囱防腐技术探讨[J]. 杨杰. 电力环境保护. 2005(03)
[3]镍基及钛合金在湿法脱硫钢烟囱防腐中的应用[J]. 张爽. 电力建设. 2005(09)
[4]三种不锈钢在含硫酸的水砂介质中的耐腐蚀磨损性能[J]. 张贤忠,蔡启舟,魏伯康,李平. 热加工工艺. 2005(09)
[5]大容量火电机组湿法脱硫系统烟气加热器的应用[J]. 张起,林春一. 黑龙江电力. 2005(04)
[6]ND钢、316L、20#碳钢在硫酸介质中的腐蚀行为[J]. 顾国亮,杨文忠. 腐蚀与防护. 2005(08)
[7]石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺不宜安装烟气换热器[J]. 赵鹏高,马果骏,王宝德,胡健民. 中国经贸导刊. 2005(15)
[8]湿法烟气脱硫中GGH对污染物扩散影响初探[J]. 张华,何强,陈振宇,陈玉乐. 电力环境保护. 2005(02)
[9]脱硫产业的发展机遇和面临的挑战[J]. 徐凤刚. 电力环境保护. 2005(01)
[10]加热炉余热回收系统腐蚀状况调查及预防[J]. 舒邦春. 石油化工腐蚀与防护. 2005(01)
博士论文
[1]石灰石湿法烟气脱硫技术的试验和理论研究[D]. 孔华.浙江大学 2001
本文编号：3312450
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