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小型燃?xì)忮仩t尾部煙道的腐蝕機(jī)理及預(yù)防
小型燃?xì)忮仩t尾部煙道的腐蝕機(jī)理及預(yù)防
(黑龍江機(jī)械制造學(xué)校,黑龍江150080)趙巖陸廣發(fā)表1燃料特性燃料種類應(yīng)用基成分發(fā)熱值(k/kg)類煙煤CyHyyNySAyWy46.表2煙氣特性(鍋爐尾部排煙處)燃料種類煙氣特性平均過量空氣系數(shù)%/1 0702三原子氣體容積份額rq/0.1772哈爾平均過量空氣系數(shù)a./1 145實際水蒸汽容積Vh2m3/kg31134濱城煙氣總?cè)莘eVm3/kg34885市r2容積份額rr>2/0.0633煤氣H2O容積份額rH20/0232三原子氣體容積份額rq/0.2953注:m3/kg3為標(biāo)準(zhǔn)立方米公斤原因,并從結(jié)構(gòu)和運行管理上提出了改進(jìn)措施,對鍋爐設(shè)計者和運行管理人員有一定的價值。改進(jìn)方法也同樣適用于燃油鍋爐。
0刖言近年來,燃油、燃?xì)夤I(yè)鍋爐因其相對污染低且自動控制及負(fù)荷調(diào)節(jié)方便等因素,得到了越來越廣泛的應(yīng)用。通過對燃?xì)忮仩t用戶的調(diào)查分析,發(fā)現(xiàn)燃?xì)忮仩t尾部煙道常常有滴水現(xiàn)象,本文簡要分析了產(chǎn)生滴水與腐蝕的原因,并提出了改進(jìn)措施。
1現(xiàn)象及事故實例爐,該爐于1996年安裝,運行僅3個月就發(fā)現(xiàn)鍋爐尾部煙道檢查孔法蘭聯(lián)接部位嚴(yán)重滴水(見),用戶找到制造廠聲稱鍋爐“漏了”,停爐檢查發(fā)現(xiàn),鍋爐尾部的耐火磚已經(jīng)潮濕、發(fā)霉、變酥,保護(hù)鐵皮(1.5mm厚)已生銹將要爛穿,水是在法蘭不嚴(yán)密處溢出的,能在法蘭聯(lián)接處漏水,說明尾部煙道已經(jīng)存水很多,并且是水將法蘭的橡膠石棉墊腐蝕后所致。
由于鍋爐運行時間不太長,說明煙氣中的水蒸汽凝結(jié)成水的速率很高,腐蝕也很嚴(yán)重。
2原因分析燃煤與燃?xì)忮仩t的燃料成分,燃燒產(chǎn)物的對比及煙氣中水蒸汽的凝結(jié):燃料和煙氣特性分別見表1、表2.經(jīng)過比較從表1得出,城市煤氣中H元素的含量比煤中H元素的含量高很多,是煤中H元素含量的24倍,從表2看出,城市煤氣的燃燒產(chǎn)物煙氣中水蒸汽的容積份額是煤的燃燒產(chǎn)物煙氣中水蒸汽的容積份額的3.3倍,也就是說煤氣燃燒后在煙氣中含有大量的水蒸汽。
燃煤鍋爐尾部煙氣中水蒸汽的含量約為7.02%(見表2)已比空氣中水蒸汽的含量(不足1%)大7倍,而燃?xì)忮仩t尾部煙氣中水蒸汽的含量是燃煤鍋爐的3.3倍即燃?xì)忮仩t尾部煙氣中水蒸汽的含量是空氣中水蒸汽含量的20多倍。資料介紹,煙氣中水蒸汽的含量比空氣中的含量高些。根據(jù)水蒸汽含量的多少,蒸汽露點一般在30~60C.因此,只有當(dāng)燃料中的水分特別大時,才會在低溫受熱面上結(jié)露,據(jù)上面的分析水分大是煙氣結(jié)露的一個條件。現(xiàn)在燃?xì)忮仩t煙氣中水蒸汽含量比空氣中水蒸汽的含量高出許多。
實測鍋爐尾部排煙溫度為218°C(理論設(shè)計是200°C),鐵皮煙道的溫度在50°C左右(該溫度不是定值,距鍋爐遠(yuǎn)近有關(guān),另外也與鍋爐負(fù)荷、啟停狀態(tài)有關(guān))。
從表1知,城市煤氣中表面上是不含硫的,但資料〔4〕介紹,在城市燃?xì)庵惺窃试S有一定雜質(zhì)存在的,也就是說硫是以雜質(zhì)形式存在于燃?xì)庵械囊姳?.表3人工燃?xì)庵须s質(zhì)允許含量雜質(zhì)名稱允許含量說明焦油和灰塵硫化氫氨萘p為管網(wǎng)輸氣絕對壓力(Pa)因為城市燃?xì)庵泻辛蜻會使煙氣露點溫度升高20C左右,煙氣在80°C左右的煙道中流過時就會結(jié)露,實際鐵皮煙道的溫度(0 C)要比煙氣露點低,這是水蒸汽結(jié)露的另一個條件。水滴順著水平煙道和豎直煙道回流,造成水在最低處積存,使耐火磚被浸泡變濕、變酥,鐵皮生銹。
2.2腐蝕機(jī)理的簡要分析由于燃?xì)庵杏辛蚧瘹潆s質(zhì)的存在,燃燒以后煙氣中有二氧化硫的成分,二氧化硫在這種高溫環(huán)境下進(jìn)一步氧化成三氧化硫,三氧化硫與煙氣中的水蒸汽結(jié)合成為硫酸,含有硫酸蒸汽的煙氣露點升高。
硫酸以液體形式凝結(jié)在鐵皮煙道上,當(dāng)達(dá)到一定濃度時使腐蝕速度加快,這就是鐵皮煙道腐蝕的原因。
3改進(jìn)措施在尾部煙道加上鐵皮襯里7(鐵皮4mm厚)見,并在鐵皮襯里上開一個¢80mm的孔,焊上漏斗形排水短管接頭8,漏斗形排水短管接頭見,并在水平煙道底面沿整個煙道寬度開一個寬度為60 mm的矩形孔,在孔的底部焊上與煙道同樣寬兩端封死的120槽鋼,在槽鋼底部開Y28 mm的小孔并焊上Y27mm的排水短管接頭10見,在短管接頭8、10上各連一個閥門,用此閥門每班排水一次即可。
從運行管理上采取措施,當(dāng)鍋爐出水溫度達(dá)到85°C左右停爐,當(dāng)鍋爐出水溫度低于45C時應(yīng)啟動循環(huán)泵,點火啟爐t 4結(jié)論經(jīng)過對幾家所用的燃?xì)忮仩t的尾部煙道改進(jìn),運行兩年多來,再沒有發(fā)生耐火磚潮濕,法蘭滴水現(xiàn)象。實踐證明上述方法是可行的,并且同樣適用于燃油鍋爐尾部煙道的改進(jìn)。