ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Образование серного ангидрида в дымовых газах паровых котлов при сжигании сернистого мазута из "Коррозия газового тракта котельных установок " При сжигании сернистого мазута с коэффициентами избытка воздуха более стехиометрического основания часть серы топлива окисляется до ЗОг. Дальнейшее окисление серы зависит от большого числа факторов качества топлива и способа сжигания, конструктивных и режимных параметров и др. [c.85] Зависимость образования 80з от содержания серы в мазуте получена на котле ТМ-84 [64]. [c.85] РВП-54. Результаты исследований представлены на рис. 2.25. В диапазоне изменения серы в топливе от 1,4 до 2,8% конверсия ЗОг в ЗОз меняется мало. Следовательно, можно принять, что в отмеченном диапазоне изменения серосодержания мазута образование SO3 линейно зависит от концентрации серы в топливе, что качественно согласуется с описанными выше стендовыми исследованиями (см. рис. 2.13). [c.86] На однотипном котле ТМ-84 проведена экспериментальная проверка сжигания сернистого мазута с повышенным подогревом мазута. Для подогрева всего мазута, поступающего для сжигания, смонтирован паровой теплообменник, максимальная температура подогрева мазута достигала 170—180 °С. [c.86] Измерения концентрации SO3, выполненные по методике ВТИ, показали, что в интервале подогрева мазута от 110 до 170 °С в образовании SO3 не произошло заметных изменений (рис. 2.26). Исследования проведены при нагрузке котла 0,7 номинальной и менее. [c.86] На рис. 2.26 представлены зависимости содержания SO3 от избытка воздуха при подогреве мазута 120 и 185 °С. Как видно, все точки ложатся на общую кривую, из чего следует, что подогрев мазута и обусловленное им более тонкое его распыливание не оказывают заметного влияния на образование SO3. [c.87] Исследования функциональной зависимости SO3 /(а) выполнены на действующих котлах низкого, высокого давления и СКД. На рис. 2.27 показана зависимость образования SO3 от концентрации избыточного кислорода в дымовых газах за пароперегревателем, полученная при сжигании сернистого мазута в котле ТМ-84. Измерения выполнялись в сечении газохода за верхней ступенью экономайзера. [c.87] Полученная зависимость характеризуется тремя областями положительных, нулевых и отрицательных приращений концентрации SO3, что, по-видимому, вызвано влиянием на скорость гомогенного образования серного ангидрида концентрации избыточного кислорода и температуры в зоне окисления. Поскольку температура в зоне горения зависит от избытка воздуха, кривая концентрации SO3 имеет область экстремальных значений, выше которых снижение температуры не компенсируется ростом избыточного кислорода. Следует отметить, что в области повышенных избытков воздуха наряду с влиянием температуры имеет место разбавление продуктов сгорания воздухом. [c.87] Исследования коррозионной агрессивности продуктов сгорания сернистого мазута проведены на котле (13,5 МПа, 540/540 °С) энергоблока мощностью 185 МВт (США). [c.88] Топочная камера оборудована 16 поворотными пылемазутными горелками, тангенциально расположенными в углах топки. Распыл мазута осуществлялся паровыми форсунками. Горелочные устройства обеспечивали полное сгорание при избытке воздуха 1 % при номинальной нагрузке. Снижение нагрузки производилось отключением горелок. Угол наклона горелок сохранялся постоянным и был равен 25° от горизонта в верх топки. В период исследования сжигался мазут с содержанием серы 2—2.5 %, золы 0,1 %. Содержание ванадия и натрия составляло 0,02—0,027 % и 0,007—0,009 % соответственно [139]. [c.88] Измерения концентрации SO3 вьшолнены при трех фиксированных нагрузках и переменных избытках воздуха (рис. 2.29). Как показано на графике (рис. 2.29,а), с ростом нагрузки кривые смещаются вверх, а точка перегиба — в область более низких избытков. На графике (рис. 2.29,6) те же кривые перестроены в функции нагрузки. [c.88] Из представленных зависимостей можно заключить, что равным приращением избытка воздуха соответствуют различные приращения SO3. При больших нагрузках эти приращения больше. Кроме того, влияние нагрузки котла сильнее проявляется при повышенных избытках воздуха. [c.88] Результаты исследований представлены безразмерным графиком на рис. 2.30, что исключает систематические погрешности, вносимые различными методиками. [c.89] Из рассмотрения экспериментального материала следует, что прирост концентрации серного ангидрида не является однозначной функцией избытка воздуха. Значительное влияние на коррозионную агрессивность дымовых газов оказывает уровень температур в топке, а также температурный режим поверхностей нагрева и золовых отложений на конвективных поверхностях нагрева. [c.90] Это следует из рассмотренных зависимостей концентрации серного ангидрида от нагрузки котла, которая определяет уровень температуры в топке и поверхностей нагрева. Закономерно влияние на образование серного ангидрида условий теплообмена в топочной камере, интенсивность которого зависит от способа сжигания топлива, лучевоспринимающей поверхности, охлаждающей факел, тепловой эффективности поверхностей нагрева, теплового напряжения сечения топки, избытка воздуха в горелках, степени рециркуляции газов и др. Все перечисленные факторы определяют температурный режим топки и тем самым влияют на образование ЗОз. [c.90] Немаловажным фактором образования ЗОз является состояние высокотемпературных поверхностей нагрева, на которых наиболее вероятны гетерогенные процессы окисления 302 до ЗОз. [c.90] Выяснению влияния этого фактора посвящено достаточно много исследований, не всегда дающих однозначные результаты. [c.90] В [64] описываются результаты изучения Образования ЗОз на котле ТМ-84. Сопоставление конверсии ЗОг в ЗОз, полученной после обмывки всех поверхностей нагрева котла и после 3200 ч эксплуатации без всяких очисток топки и конвективной шахты, показано на рис. 2.31. При нагрузке, близкой к номинальной 0,9 ) , не произошло заметных изменений в образовании ЗОз. При частичных нагрузках 0,55 Он и 0,7 / н конверсия ЗОг в ЗОз за указанное время эксплуатации возросла, но осталась по абсолютной величине значительно меньше, чем при нагрузке 0,9 0 . Отметим, что за этот период температура на выходе из топки возросла примерно на 50 °С, за конвективным пароперегревателем — на 20 °С. [c.90] Измерений коНценграции ЗОз, вынолненные на том же котле по истечении 3200 и 4000 ч эксплуатации без всяких очисток, показали, что после 3200 ч эксплуатации изменений в образовании ЗОз не происходит (рис. 2.31, б) [67]. Следовательно, измеренные концентрации ЗОз после 3200 ч эксплуатации можно рассматривать как максимально возможные при указанных выше условиях. Важно также, что образование серного ангидрида независимо от степени загрязненности поверхностей нагрева определяется нагрузкой котла. [c.91] Положительный опыт сжигания сернистого мазута с малыми избытками воздуха, полученный на котлах высокого давления, способствовал широкому внедрению этого прогрессивного способа сжигания и на котлах СКД, причем распространение этого способа сжигания было связано с установкой на котлах СКД более совершенных горелочных устройств, обеспечивающих экономичное сжигание сернистого мазута в широком диапазоне изменения нагрузки котла. [c.91] Вернуться к основной статье