生物質(zhì)與煤混燒鍋爐對流受熱面腐蝕特性研究.pdf

1、編號：（101107）本論文是否要求收回：是否碩士學(xué)位論文生物質(zhì)與煤混燒鍋爐對流受熱面腐蝕特性研生物質(zhì)與煤混燒鍋爐對流受熱面腐蝕特性研究Studyoncrosionacteristicsofconvectionheatingsurfaceofcoalbiomasscocombustionboiler學(xué)科、專業(yè)：動力工程研究方向：生物質(zhì)鍋爐腐蝕防護(hù)完成日期：2016.3.1摘要在當(dāng)前我國社會發(fā)展背景下，許多能源與環(huán)境方面的問題逐漸凸顯，并

2、得到大眾的關(guān)注。在我國一次能源中，煤炭仍占據(jù)著主導(dǎo)地位?；谖覈寂欧乓衍S居全球第一的背景下，生物質(zhì)燃料作為一種可再生能源，不僅能夠緩解能源危機(jī)與環(huán)境污染，還能夠減少碳的排放。與煤燃料相比，生物質(zhì)燃料具有形成周期短的優(yōu)點，但也存在熱值低，質(zhì)地疏松，體積能量密度較低的缺陷。故生物質(zhì)混煤燃燒技術(shù)在很大程度上彌補了這兩種燃料各自的缺陷。然而由于我國部分生物質(zhì)資源高氯高堿金屬的特點，在直接燃燒過程中存在引起對流受熱面沉積及高溫腐蝕等問題，已成為

3、提高鍋爐能源利用效率與安全性所必須面臨的難題。因此，探尋了解生物質(zhì)混煤燃燒鍋爐對流受熱面的腐蝕過程及腐蝕機(jī)理是十分必要的。本文首先從實例出發(fā)，針對我省某大洼縣熱力公司的一臺燃煤鍋爐，經(jīng)過與生物質(zhì)混燒后，局部對流受熱面腐蝕大幅度加劇的問題，研究目標(biāo)為揭示鍋爐對流受熱面在煤與生物質(zhì)混燒情況下的腐蝕原理及特性，探究其主要影響因素。并通過生物質(zhì)混煤鍋爐燃料的成分分析，計算確定試驗鍋爐煙氣中各組分氣體的含量。利用供熱公司提供的運行數(shù)據(jù)記錄以及fl

4、uent軟件模擬得出的爐內(nèi)溫度場，研究鍋爐爐內(nèi)的熱力學(xué)狀態(tài)，分析鍋爐爐內(nèi)的燃燒溫度場。根據(jù)以上檢測分析結(jié)果，確定對腐蝕模擬試驗環(huán)境進(jìn)行重現(xiàn)所需要的各個條件，包括：(1)腐蝕材料，本課題選用鍋爐常用管材20G作為腐蝕材料，以此制備腐蝕試樣。(2)溫度條件，結(jié)合不同運行條件下，鍋爐受熱面管壁溫度，確定試驗反應(yīng)溫度為450℃、500℃、550℃和600℃。(3)表面沉積物條件：根據(jù)爐內(nèi)燃燒溫度場，通過化合物的分子量以及質(zhì)量比與摩爾比之間的換算

5、關(guān)系，確定初始沉積腐蝕表面成分中四種主要堿金屬鹽，其質(zhì)量配比為KCl：NaCl：K2SO4：Na2SO4=63:13:5:1。(4)煙氣條件，根據(jù)煙氣成分檢測分析方法與本課題所針對的燃料成分分析結(jié)果，確定腐蝕模擬試驗煙氣條件為6%O2、12%CO2、267ppmCl2、90ppmSO2、10%水蒸氣、剩余為N2，并依照研究側(cè)重點的不同，對其中的關(guān)鍵因素進(jìn)行濃度調(diào)整或進(jìn)行增加和削減。而由于試驗條件增加導(dǎo)致試驗次數(shù)大幅增加，故此處根據(jù)正交實

6、驗法對試驗條件進(jìn)行分析比較，在正交表中進(jìn)行交叉對比，減少了試驗次數(shù)，并提高了每組試驗的代表性。按照以上確定的四大條件，利用試驗儀器對生物質(zhì)混煤鍋爐受熱面的溫度、氣相條件以及沉積物條件進(jìn)行模擬，選用生物質(zhì)混煤鍋爐的常用材料，制備腐蝕試樣進(jìn)行腐蝕模擬試驗，通過實驗過程中試驗表面宏觀腐蝕形貌變化的觀察，發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)混煤在一定程度上會加劇腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行，在腐蝕反應(yīng)中，氯腐蝕相比硫腐蝕占主要地位，其腐蝕速率也高于硫腐蝕，而氯腐蝕反應(yīng)發(fā)生位置集中于金