[发明专利]高灰低温烟气下中间介质管式换热器加速冲蚀磨损试验装置

说明书

本发明公开了一种高灰低温烟气下中间介质管式换热器加速冲蚀磨损试验装置，包括烟道、加热装置、给料装置、颗粒回收系统、离心引风机、保温系统和数据采集系统，烟道包括加速段和试验段。给料装置控制给料速度；加速段由充分长直管道构成，同时设置加热装置；试验段由可拆卸顺排管式换热器构成，外接恒温水浴设备；颗粒回收系统设置布袋除尘器，后接可变频高压离心引风机作为动力；数据采集系统设置浓度表、差压表、热电阻、流速表和数据采集设备。本发明可以模拟锅炉尾部烟道高灰低温的环境特点，通过改变气固两相流流速、颗粒浓度、颗粒硬度来加速换热器冲蚀磨损现象，从而在较短时间内研究高灰低温烟气下中间介质管式换热器的冲蚀磨损问题。

技术领域

本发明涉及一种高灰低温烟气下中间介质管式换热器加速冲蚀磨损试验装置，属于余热利用领域。

背景技术

近年来，国家对环保的要求不断提高，火电厂烟气排放标准日益严格，燃煤电厂大气污染物的超低排放技术的研究及其应用得到快速发展。相关研究表明，采用中间介质换热器(MGGH)技术具有提高脱硫系统效率等优点，甚至可以实现烟气零泄漏。在相关环保政策的推动下，MGGH技术已经成为被燃煤电厂广泛考虑的实现电厂大气污染超低排放目标的一项热点技术。

在实际应用中，脱硫装置的最佳工作温度往往低于其所在烟道位置的烟气温度；另一方面，为避免低温腐蚀，锅炉尾部烟道内的烟气温度不宜过低。这就需要在脱硫装置之前和之后增设MGGH来冷却和再热烟气，提高脱硫效率，避免低温腐蚀，减少污染物排放。然而锅炉烟道中脱硫装置一般布置在除尘器之前，因此未经除尘器除尘的烟气具有较高的颗粒浓度，使MGGH容易出现磨损、腐蚀、积灰、堵塞等现象，其中烟气冷却段的冲蚀磨损问题尤为严重。这些都直接影响了MGGH的换热效果和使用寿命，进而影响电厂脱硫设备的效率。因此，研究烟气冷却段MGGH高灰低温环境下的冲蚀磨损机理及强化传热技术是解决上述问题的关键。

完全模拟MGGH换热器真实环境下的冲蚀磨损现象具有较高的时间成本，需要试验装置连续运转数天甚至数月才可以观察到明显现象，而这在试验室条件下几乎是不可行的；另一方面，锅炉现场实地开展试验进行研究是极其不方便且很难保障安全性的。国内已经开展的研究冲蚀磨损的试验大多是针对某一特定材料，研究其在特定颗粒材料、特定颗粒冲角、特定流速等变量影响下的冲蚀磨损特性，但这不能将传热性能、烟气环境等研究内容和可变因素考虑在内，其研究结果不能反映实际应用场景下的冲蚀磨损机理和实际性能。因此，通过合理设计与创新，发明并建立一套可以试验室条件下进行，模拟实际环境下中间介质换热器的加速冲蚀磨损试验装置是十分必要的。

综上所述，建立高灰低温烟气下中间介质管式换热器加速冲蚀磨损试验装置，研究MGGH在特定环境下的冲蚀磨损机理及强化换热技术，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种在试验室条件下可行的，可以模拟高灰低温烟气环境的，半封闭式的，流道方向可变的，冷热态两用的，具有高加速比的，中间介质管式换热器冲蚀磨损试验装置。利用该试验装置，可以通过改变气固两相流流速、颗粒浓度和颗粒硬度等参数来加速管式换热器表面冲蚀磨损现象，同时半封闭式的流程设计可以回收再利用固体颗粒，从而在较短时间内方便、有效地研究高灰低温烟气环境下中间介质管式换热器的冲蚀磨损机理。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明提供了一种高灰低温烟气下中间介质管式换热器加速冲蚀磨损试验装置，其特征在于包括烟道、加热装置、给料装置、颗粒回收系统、离心引风机、保温系统和数据采集系统；所述的烟道包括顺次相连的加速段和试验段，加速段入口为进气口，所述的加速段由若干长直管道串联构成，加速段的前端沿烟气流向顺次设有所述加热装置和给料装置，所述给料装置用于向烟道内输送固体颗粒；

所述的试验段内设有顺排管式换热器，换热器的管束朝向与所处烟道的轴线垂直；换热器外接恒温水浴；