王騫 董景川

摘 要：準(zhǔn)確計算煙氣酸露點對電站鍋爐控制低溫腐蝕具有重要意義。工程設(shè)計推薦采用Okkes計算公式進行煙氣酸露點計算，并對鍋爐設(shè)備進行必要設(shè)計優(yōu)化，以控制低溫腐蝕。

關(guān)鍵詞：煙氣酸露點；低溫腐蝕；SO3

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.002

0 引言

鍋爐燃料中含有的硫分在燃燒過程中會生成SO2及少量SO3。當(dāng)煙氣溫度降低至酸露點以下時，SO3與煙氣中水蒸氣結(jié)合形成的H2SO4蒸汽會凝結(jié)于受熱面等金屬壁面上形成硫酸濃液，并對金屬壁面產(chǎn)生低溫酸性腐蝕。因此，在鍋爐電站系統(tǒng)設(shè)計階段應(yīng)準(zhǔn)確計算煙氣酸露點，以指導(dǎo)煙氣排煙溫度等設(shè)計參數(shù)選擇及低溫受熱面等材質(zhì)選擇。本文基于某2×335MW亞臨界參數(shù)鍋爐的工程設(shè)計實例，進行煙氣酸露點計算，并對鍋爐及輔機進行相應(yīng)設(shè)計優(yōu)化。

1 煙氣酸露點的計算

工程實踐中酸露點計算一般采用基于大量試驗數(shù)據(jù)的經(jīng)驗公式。本文即基于某工程實際輸入條件，采用不同經(jīng)驗公式分別進行煙氣酸露點的計算。

1.1 煙氣酸露點計算的輸入條件

該工程燃用低揮發(fā)份煙煤（詳見下表）；空預(yù)器出口過?？諝庀禂?shù)取1.28；環(huán)境大氣壓力考慮海拔修正后取90.7KPa；煙氣中SO2轉(zhuǎn)化為SO3的比例取1%。

1.2 煙氣酸露點計算公式的選擇

關(guān)于煙氣酸露點的計算公式多達數(shù)十種，本文選取國內(nèi)外引用頻率較高的部分計算公式，即：分別采用中國標(biāo)準(zhǔn)DL/T 5240-2010推薦計算公式（等同于前蘇聯(lián)1973/9188版計算標(biāo)準(zhǔn)）[1]、Haase-Borgman公式[2]、Verhoff公式[1]、Okkes公式[1]、日本電研所公式[1]進行煙氣酸露點計算。

1.3 煙氣酸露點計算結(jié)果的比較

除采用國內(nèi)電力標(biāo)準(zhǔn)DL/T 5240-2010計算的酸露點為106.7℃，其它公式的計算值均略高于130℃。

相關(guān)文獻[2]認(rèn)為：Haase-Borgman公式、Verhoff公式、Okkes公式、日本電研所公式處于同一水平；部分文獻[3]認(rèn)為Okkes公式基于Muller實驗數(shù)據(jù)擬合準(zhǔn)確度較高，而采用前蘇聯(lián)計算公式的誤差較大；部分文獻[4]也出現(xiàn)采用DL/T 5240-2010計算公式的計算酸露點明顯低的計算結(jié)果；此外，基于美國CE空預(yù)器公司酸露點曲線[1]的酸露點查詢值約在135℃左右。

因此可認(rèn)為：本工程輸入條件下煙氣酸露點設(shè)計值取130.4℃相對準(zhǔn)確，而采用DL/T 5240-2010標(biāo)準(zhǔn)計算公式誤差相對較大。

2 煙氣酸露點的變化范圍

考慮到鍋爐實際運行過程中，煤質(zhì)變化、運行參數(shù)變化等引起煙氣酸露點發(fā)生變化。本文基于原輸入條件基礎(chǔ)上進行變量修正，并采用Okkes計算公式進行酸露點計算，計算結(jié)果表明：影響煙氣酸露點溫度的主要因素是煤中可燃硫含量及SO2向SO3的轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)。

考慮到該工程實際煤質(zhì)含硫量變化范圍為0.5%-3%且無煙氣脫硝時SO3轉(zhuǎn)化率變化范圍為0.5%-1.5%，組合不同條件下計算的該工程煙氣酸露點變化范圍為110-136℃。

3 防止低溫腐蝕的鍋爐設(shè)計優(yōu)化

3.1 優(yōu)化鍋爐排煙溫度

鍋爐排煙溫度越低越有利于提高鍋爐效率，但可能導(dǎo)致空預(yù)器及下游設(shè)備煙道的低溫腐蝕加劇?？紤]到該工程機組常年負(fù)荷率較高，設(shè)計排煙溫度和煙氣酸露點之間裕量可適當(dāng)減小，優(yōu)化后的BMCR工況下設(shè)計排煙溫度取137℃。

3.2 優(yōu)化空預(yù)器選型設(shè)計

該工程空預(yù)器傳熱元件采用“熱端考登鋼+冷端搪瓷”的防腐設(shè)計方案，以有效控制傳熱元件的低溫腐蝕和酸露點凝結(jié)引起的積灰堵塞。該工程在送風(fēng)機出口設(shè)煙氣再循環(huán)或暖風(fēng)器系統(tǒng)以提高低負(fù)荷、低氣溫條件下空預(yù)器進風(fēng)溫度。

4 結(jié)論

本文采用不同計算公式，基于某工程實際設(shè)計參數(shù)，進行了煙氣酸露點計算。計算結(jié)果表明：采用Okkes等計算公式的計算值一致性較好，而采用DL/T 5240-2010標(biāo)準(zhǔn)中推薦公式的計算值偏低，工程設(shè)計建議優(yōu)先采用Okkes計算公式進行煙氣酸露點計算。工程實際范圍內(nèi)不同變量條件下的酸露點計算證實煤中可燃硫含量是影響煙氣酸露點的主要因素，本文同時給出某工程實際運行過程中煙氣酸露點變化范圍。最后，本文基于上述計算成果，提供了鍋爐設(shè)計的優(yōu)化建議。

參考文獻：

[1]DL/T 5240-2010火力發(fā)電廠燃燒系統(tǒng)設(shè)計計算技術(shù)規(guī)程[S].

[2]張建中.煙氣酸露點計算方法研究中的一些誤區(qū)和疑點的辨析和討論[J].鍋爐技術(shù)，2013，44（02）：10-16.

[3]李鵬飛，佟會玲.煙氣酸露點計算方法比較和分析[J].鍋爐技術(shù)，2009，40（06）：5-8.

[4]賈明生，凌長明.煙氣酸露點溫度的影響因素及其計算方法[J].研究與開發(fā)，2003（06）：31-35.