[发明专利]烟气—煤灰协同腐蚀试验装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种烟气—煤灰协同腐蚀试验装置，用于模拟火力发电厂高温受热面材料在烟气-煤灰协同作用的环境来评价其抗腐蚀性能。

背景技术：

在火力发电领域中，随着人们对节约能源和保护环境的日益重视，机组参数不断提高，燃煤锅炉蒸汽温度的提高会引起高温受热面管烟气侧表面积灰并造成严重的烟气-煤灰协同腐蚀，造成管壁减薄甚至发生爆管，因此，抗腐蚀性能是受热面选材的重要因素之一，模拟受热面在烟气-煤灰协同作用的环境也成为能够正确评价材料抗腐蚀性能的关键。

现有技术主要有两种，一种是取电厂的管路积灰或人工合成煤灰，涂抹在试样表面，然后将试样放置在恒温电阻炉中加热一定时间后将试样取出分析，其优点是简单易行，缺点在于仅对试样表面涂抹煤灰，无烟气环境，与锅炉高温受热面实际腐蚀条件差异较大。第二种是将待研究的试验材料加工成试验探头，安装在实际运行的锅炉中，运行一定时间后取出，观察探头腐蚀情况，其优点是完全符合实际运行情况，缺点是试验难度大，试验温度和燃料随实际运行条件变化大，材料的抗腐蚀性能难以准确定量表征，试验的材料种类受限。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种能够模拟火力发电厂高温受热面材料在烟气-煤灰协同作用的腐蚀环境的试验装置，从而提供一种实验室研究燃煤锅炉高温受热面材料的抗烟气-煤灰腐蚀性能的试验装置。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

烟气—煤灰协同腐蚀试验装置，包括供气系统、供水系统、腐蚀试验子系统和废气处理系统；其中，

供气系统包括若干个气瓶和混气罐，每个气瓶均通过管路与混气罐入口相连通，且每个气瓶与混气罐入口相连通的管路上还依次设置有减压阀、杂质过滤器、流量计以及单向阀；

供水系统包括储水罐和计量泵；

腐蚀试验子系统包括炉管，该炉管的进气侧和出气侧均安装有法兰，炉管的周向上设置有加热炉，炉管的进气侧法兰上设置有进气管和进水管，且炉管的进气侧设置有两个隔热器，在该两个隔热器中间设置有催化剂，通过调整炉管进气侧的两个隔热器的位置，能够使两个隔热器中间的温度处于催化剂的最佳反应温度范围内，在炉管出气侧设置有一个隔热器，炉管的出气侧法兰上设置有出气管；

废气处理系统包括冷凝器和废气处理容器；

混气罐的出口与腐蚀试验子系统的进气管入口相连通，储水罐通过计量泵与腐蚀试验子系统的进水管入口相连通；腐蚀试验子系统的出气管通过冷凝器与废气处理容器的入口相连通，废气处理容器的出口与大气相连通；试验时，表面涂抹煤灰的试样通过试样架放置在炉管中部。

本发明进一步的改进在于：若干个气瓶内分别装有N₂、CO₂、SO₂、CO和O₂。

本发明进一步的改进在于：装有N₂、CO₂、CO或O₂的气瓶出口通过第二三通分为两股，一股与混气罐入口相连通，另一股与设置在计量泵与腐蚀试验子系统的进水管入口相连通的管路上的第一三通气体入口相连通，第一三通的气水混合出口与进水管入口相连通。

本发明进一步的改进在于：进水管在炉管内穿过进气侧的两个隔热器和催化剂进入炉内高温区，且进气管不穿过进气侧隔热器。

本发明进一步的改进在于：还包括用于加热进水管的加热器以及设置在加热器和加热炉之间的进水管外侧的保温套。

本发明进一步的改进在于：试样及试样架安置于炉管的均温区范围内。

本发明进一步的改进在于：隔热器在轴向上开设有若干便于气体穿过的通孔。

本发明进一步的改进在于：催化剂为贵金属催化剂或钒触媒催化剂。

相对于现有技术，本发明可通过控制各种气体及水的流速调节合成烟气的成分，来模拟不同煤种燃烧后的烟气成分，同时可在试样表面涂刷不同煤种的煤灰，利用该试验装置可以可模拟火力发电厂高温受热面材料在烟气-煤灰协同作用的环境来评价其抗腐蚀性能，其工况更接近实际锅炉管的使用工况，从而为正确评价高参数燃煤发电机组高温受热面候选材料在燃烧特定煤种条件下的抗烟气腐蚀性能提供技术手段。

附图说明：

图1是本发明烟气—煤灰协同腐蚀试验装置的整体结构示意图；