2低溫省煤器的材料選擇

由于低溫省煤器的進(jìn)水和出水溫度都比較 低,因此可確定低溫省煤器是出于酸腐蝕的條件 下長(zhǎng)期工作，為了提高低溫省煤器的使用壽命,選

用耐腐蝕材料是抗低溫腐蝕的常用方法。

常用的抗腐蝕材料分為金屬材料和非金屬 材料。

2.1非金屬材料

玻璃管雖防腐性能好但易碎，不是理想材料。 搪瓷管是較理想的抗腐蝕材料,但搪瓷管難 加工,只能做成光管的型式，難以翅片化。

氟塑料材質(zhì)可有效解決煙氣腐蝕問題，對(duì)煙 氣組分、壁溫、酸露點(diǎn)無特殊要求，可以超低溫運(yùn) 行，使用壽命長(zhǎng)達(dá)15a。但材料依賴進(jìn)口，價(jià)格昂 貴,且換熱效率低、面積較大，布置要求高。

2.2金屬材料

目前國(guó)內(nèi)的低溫省煤器設(shè)計(jì),多選用ND鋼。 ND鋼,耐酸腐蝕效果優(yōu)良，可減緩腐蝕速度,延長(zhǎng)設(shè) #^絲’與其它耐腐蝕鋼相比黯一定優(yōu)勢(shì)。

ND鋼與其它鋼種的腐蝕速率對(duì)比見表1。

表1 ND鋼與其它鋼種的腐蝕速率對(duì)比

鋼種 ND A3 Cast (日本） CRIA (曰本） AISI Sten

腐蝕速率  7.3 103.5 63.0 13.4 21.7 27.1

(rag/cm2 • h)  倍數(shù) 1 14.11 8.63 1.84 2.97 3.75

省煤器低溫側(cè)選用ND鋼，高溫側(cè)選用碳鋼。

3低溫省煤器的配置方案

3.1低溫省煤器布置方案

低溫省煤器的布置方式根據(jù)其在煙氣系統(tǒng)中

的位置可分為除塵器前布置，吸風(fēng)機(jī)前布置,吸風(fēng) 機(jī)后布置和除塵器前后二級(jí)布置等方式。根據(jù)本 工程特點(diǎn)，吸風(fēng)機(jī)前布置困難,故不考慮該布置 方案。

(1)方案一:除塵器前布置方式

除塵器人口的煙氣經(jīng)低溫省煤器后溫度降 低，煙氣的體積流量也相應(yīng)減少,可以減少除塵器 的除塵面積,減少除塵器的占地面積和用材。根 據(jù)相關(guān)研究,飛灰的比電阻隨溫度的降低而降低, 除塵器的除塵效率隨之增高。但是煙氣溫度的降 低增加了電除塵器的低溫防腐的難度，同時(shí)增加 了除塵器內(nèi)堵灰的可能性。

(2)方案二:吸風(fēng)機(jī)后布置方式

煙氣經(jīng)過除塵器后，煙氣中的堿性顆粒幾乎 被除塵器捕捉。低溫省煤器處于低塵區(qū)工作,對(duì) 換熱器來說基本不存在磨損和堵灰的問題，因此 換熱器內(nèi)可以使用翅片管式或板式以提高傳熱 系數(shù)。

(3)方案三:除塵器前后二級(jí)布置方式

分別在除塵器前和吸風(fēng)機(jī)后分別布置低溫省 煤器。兼有前兩種布置方式的優(yōu)勢(shì),缺點(diǎn)是布置 困難，系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)高。

3.2系統(tǒng)配置

除塵器前布置和吸風(fēng)機(jī)后布置’均為一級(jí)布 置，系統(tǒng)流程相似。一級(jí)布置系統(tǒng)流程如圖1 所示。

汽輪機(jī)低壓缸

圖1 —級(jí)布置系統(tǒng)流程圖

汽輪機(jī)低壓缸

圖2 二級(jí)布置系統(tǒng)流程圖

3.3換熱介質(zhì)溫度的選取 3.3.1煙氣溫度的選取

煙氣溫降的選擇主要考慮煙氣的酸露點(diǎn)腐 蝕，而影響露點(diǎn)腐蝕的因素很多，按照影響程度, 可以認(rèn)為，影響露點(diǎn)腐蝕速率最大的幾個(gè)因素是 燃料、轉(zhuǎn)化率、酸沉積率、溫度、材料。關(guān)于露點(diǎn)低 溫腐蝕，國(guó)外研究比較早,通過學(xué)習(xí)和了解國(guó)外在 露點(diǎn)腐蝕研究領(lǐng)域的已有成果和最新進(jìn)展，我們 至少可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：

(1)試驗(yàn)表明：金屬的腐蝕與換熱面的金屬 壁面溫度有關(guān)。

(2)露點(diǎn)低溫腐蝕速率受控于腐蝕性元素的 氧化轉(zhuǎn)化率。

(3)腐蝕速率受控于酸冷凝沉積率，而不是 酸和金屬的反應(yīng)速率。

在鍋爐受熱面中，沿?zé)煔饬鞒瘫跍刂饾u降低, 當(dāng)受熱面壁溫降到酸露點(diǎn),硫酸開始凝結(jié),引起腐 蝕。開始時(shí)由于酸濃度很高，處于85% -95%, 凝結(jié)酸量不多,因此腐蝕速度較低。隨壁溫降低， 凝結(jié)酸量增加,因而腐蝕速度增加，腐蝕速度達(dá)到 最大值點(diǎn)之后，隨壁溫進(jìn)一步降低,酸濃度變低, 達(dá)到60% ~70%;腐蝕速度亦下降,在此濃度下

達(dá)到腐蝕最輕點(diǎn)。之后，當(dāng)金屬壁溫再繼續(xù)下降, 由于酸液濃度接近20% ~40%，同時(shí)凝結(jié)量更 多，因此腐蝕速度又上升。在低溫腐蝕的情況下， 金屬有兩個(gè)嚴(yán)重腐蝕區(qū),兩個(gè)安全區(qū)。

由于本工程煙氣酸露點(diǎn)的計(jì)算溫度在 94.5 SC左右。一般來說,只要保證低溫受熱面金 屬壁溫高出煙氣酸露點(diǎn)溫度10弋左右，就能避免 產(chǎn)生低溫腐蝕，煙氣冷卻器換熱面也能避免出現(xiàn) 粘性積灰，這需要被冷卻后的煙氣溫度高于酸露 點(diǎn)，如此很難做到對(duì)煙氣的余熱進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的 利用。

隨著近幾年耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼的國(guó)產(chǎn)化研究 及成功應(yīng)用,在煙氣冷卻器的設(shè)計(jì)中采用“有限 腐蝕”的思路，允許被冷卻后的煙氣溫度及煙氣 冷卻器的冷端換熱管壁面溫度處在酸露點(diǎn)以下， 通過傳熱管壁溫的控制來保證換熱面的腐蝕處于 腐蝕速率低的區(qū)域。例如,根據(jù)蘇聯(lián)1973年版鍋 爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),低溫省煤器金屬壁溫置于 小于105 t，但高出煙氣中水蒸汽露點(diǎn)溫度25 ^ 區(qū)間，則金屬的腐蝕速度€0.2 mm/a。

考慮低低溫除塵技術(shù)尚不成熟，國(guó)內(nèi)無運(yùn)行 業(yè)績(jī),吸風(fēng)機(jī)低溫防腐目前仍未解決,除塵器前低 溫省煤器出口溫度選擇酸露點(diǎn)以上。
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