[发明专利]一种烟气冷却器低温腐蚀过程及状态的同步在线监测装置

说明书

技术领域

本发明属于烟气冷却器低温腐蚀过程及状态的监测技术领域，涉及一种烟气冷却器低温腐蚀过程及状态的同步在线监测装置。

背景技术

对于火力发电厂来说，排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，一般在5％～8％，占锅炉总热损失的80％甚至更高。影响排烟热损失的主要因素是锅炉排烟温度，我国许多电站锅炉的排烟温度实际运行值达到130℃～150℃，高于设计值约20℃～50℃；大幅度降低排烟温度将极大地提高电站锅炉的经济性。经过实际计算发现：排烟温度能降低35℃左右，系统发电循环效率提高0.5％以上，每度电节约1.5克以上标准煤，具有明显的节能减排潜力。

要降低排烟温度，需要在锅炉的尾部烟道设置可以实现烟气深度冷却的热交换装置，即烟气深度冷却器，要进行有效的烟气深度冷却回收余热必须解决烟气中腐蚀性气体凝结引起的低温腐蚀问题。电站锅炉的低温腐蚀是指热交换器受热面、烟道、风机壁面金属温度(以下称壁温)低于烟气酸露点时，烟气中的酸性氧化物和水蒸气结合成酸蒸汽并在金属壁面上凝结，并对热交换管受热面或金属壁面产生低温腐蚀。对于锅炉来说低温腐蚀多发生在空预器冷端、静电除尘器、烟气深度冷却器、脱硫塔、尾部烟道及烟囱等。锅炉中的低温腐蚀通常是指由烟气中的SO₃引起的硫酸腐蚀，这主要是因为SO₃和水蒸气结合形成的酸露点比较高。低温腐蚀严重时，会导致运行中经常会因烟气深度冷却器和空气预热器的严重堵灰而被迫降低锅炉负荷、或因低温腐蚀穿透护板而造成大量漏风。低温腐蚀会加重积灰，积灰使烟气通道堵塞，引风阻力增加，降低锅炉出力，甚至引起被迫停炉。低温腐蚀严重将导致大量热交换器受热面的更换和烟道更换，造成经济上的巨大损失。准确判断低温腐蚀发生的温度，对锅炉在安全运行条件下尽可能降低烟温具有重要意义。

国外20世纪40年代中期就发现了低温腐蚀并做了大量低温腐蚀性能研究工作。20世纪70年代的能源危机迫使各国开始降低排烟温度，提高锅炉热效率，节约能源，之后，低温腐蚀的研究重点转移到了低温腐蚀机理和低温腐蚀速率的性能研究上，主要是通过试验来确定受热面所能承受的最低排烟温度，实验方法主要有：酸浸泡试验、实验室模拟试验及运行现场腐蚀试验。由于硫酸浸泡试验、实验室模拟试验比现场试验简单，因此，人们将大量的精力放在了硫酸浸泡试验中，并得出了大量的研究成果；但酸浸泡试验的腐蚀机理和实际烟气冷却器现场的腐蚀机理存在很大不同，其研究结果难以指导实际运行的烟气冷却器；而实验室模拟试验主要是搭建模拟烟气气氛的低温腐蚀试验台，通过控制烟气温度、烟气中SO₃含量、不同金属材料种类及金属壁面温度来研究低温腐蚀性能，实验室模拟试验能较精确的调节各种因素，但腐蚀时间短且无法有效模拟灰分存在对酸露点和硫酸结露腐蚀机理的影响，这导致了实验结果与实际结果差异较大。最后，研究人员不得不到锅炉实际运行现场进行低温腐蚀试验，现场工业试验得出的结果接近于生产实际，具有重要的参考价值，为锅炉设计者提供了有价值的锅炉设计经验。