[發明專利]一種燃煤煙氣深度冷卻時堿硫吸收低溫腐蝕防控方法

有效

• 申請號: 201611255350.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106731465B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 趙欽新;馬信;焦健;陳曉露;王云剛;梁志遠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;B01D53/81;B01D53/50;B01D53/48
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種燃煤煙氣深度冷卻時堿硫吸收低溫腐蝕防控方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1、按照國標GB/T1574-2007《煤灰成分分析方法》進行灰中堿性金屬氧化物Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O和K₂O質量含量測試；

步驟2、進行灰中折算堿性金屬氧化物的質量百分數之和Wt_A的計算：

式中：——灰中Fe₂O₃質量含量，％；

Wt_CaO——灰中CaO質量含量，％；

Wt_MgO——灰中MgO質量含量，％；

——灰中Na₂O質量含量，％；

——灰中K₂O質量含量，％；

步驟3、進行灰中折算堿性金屬氧化物含量C_A的計算：

C_A＝C_D×Wt_A

式中：C_D——煙氣冷卻器入口煙塵濃度，mg/m³；

Wt_A——灰中折算堿性金屬氧化物的質量百分數之和，％；

步驟4、進行煙氣冷卻器入口SO₃濃度的計算：

式中：η₁——燃煤中收到基硫轉化為SO₂的轉化率；

η₂——SO₂向SO₃的轉化率；

M——鍋爐燃煤量，t/h；

S_ar——燃煤中收到基硫含量，％；

q₄——鍋爐的固體不完全燃燒熱損失，％；

Q——煙氣流量，m³/h；

步驟5、進行堿硫比C_A/S的計算：

式中：——煙氣冷卻器入口SO₃濃度，mg/m³；

C_A——灰中折算堿性金屬氧化物含量，mg/m³；

步驟6、進行燃煤電廠空氣預熱器出口到煙氣深度冷卻器出口的煙道和換熱管束的局部系數m的計算：

式中：k——氣固影響因子，無量綱；

α——煙氣經過不同異形結構時所轉過的平均角度，°；

S₁——煙氣經過不同異形結構前的通流面積，m²；

S₂——煙氣經過不同異形結構后的通流面積，m²；

步驟7、進行流場不均勻累積系數M的計算：

式中：m_i——煙氣經過不同異形結構時的局部系數；

所述流場不均勻累積系數M為一種評價流場不均勻性的判據，以此來評價煙氣在經過異形通流及管束結構時，流場不均勻性的累積過程；

步驟8、堿硫吸收低溫腐蝕防控方法：

控制堿硫比C_A/S只是實現煙氣中灰高效吸收SO₃或H₂SO₄的必要條件，堿硫比越大，堿硫吸收率越高；而控制流場不均勻累積系數M是決定灰高效吸收SO₃或H₂SO₄的充分條件，在規定范圍內，流場不均勻累積系數越小，堿硫吸收率越高；

只要在煙氣深度冷卻器設計和運行時控制堿硫比C_A/S大于臨界值0.5，并使不均勻累積系數M控制在15～30范圍內時，即實現煙氣中灰高效吸收SO₃或H₂SO₄，顯著降低煙氣深度冷卻器的低溫腐蝕速率，一方面，實現煙氣深度冷卻器的安全高效運行，另一方面，灰吸收SO₃或H₂SO₄后，將在后續靜電除塵器中實現協同脫除灰和SO₃或H₂SO₄的目的；

當所述堿硫比C_A/S沒有大于臨界值0.5時，對堿性金屬氧化物含量不同的煤種進行混配，或直接向煙氣中均勻噴灑堿性金屬氧化物粉末，提高燃煤電廠燃用煤種的堿性金屬氧化物含量，從而提高燃用煤種的堿硫比，實現高效堿硫吸收，并有效防控煙氣深度冷卻器的低溫腐蝕；

當從燃煤電廠的空氣預熱器出口到煙氣深度冷卻器出口的煙道和換熱管束的流場不均勻累積系數M大于控制范圍時，對煙道和換熱器流場進行數值模擬和流場均勻化設計，減小煙氣經過不同異形結構時所轉過的平均角度，并使煙氣溫度場、速度場和灰顆粒濃度場能夠具有協同改善堿硫吸收率的作用。