提高火电锅炉热效率，延长使用寿命的分析和建议

hejing888 · 发表于 2008-1-11 16:54:06

<h3 style="LAYOUT-GRID-MODE: char; TEXT-ALIGN: center;">提高火电锅炉热效率的分析和建议
</h3>　　火力发电仍然是我国电力供应的主要来源，它占总发电量的80%。不管火电锅炉还是燃煤，燃油或者是燃气，现仍存在着共同的严重相关发电效率和设备寿命的问题。本文在分析这些问题的原因中结合自己的发明专利技术提出解决这些问题的建议。　　一　问题的提出　　１.火电锅炉水冷管壁沾污，结渣和高温腐蚀问题：　　火电锅炉水冷管壁在高温燃气的辐照下，形成一层较疏松的氧化铁。烟气中的微灰，在炉内温差力的作用下逐渐沾附在水冷管壁的氧化铁表面，金属氧化物蒸汽(氧化钠等)凝结在上述积灰中形成水冷管壁首层沾污灰层，再与烟气中的S02化学反应，便形成金属的硫酸盐类，具有较低的熔点, 受热面沾污灰层随着其厚度的增加，热阻增大，锅炉热效率下降，灰层表 面温度升高，使结垢的硫酸盐类熔化，产生很大的粘结力， 更大量网罗烟气中飞灰，使炉管热交换进入恶性循环状态，这便是结渣。渣层比较疏松，烟气中的S O2可以渗入，渣在溶化时又放出S O2侵入钢管，反应产物K3Fe ( S 04) 3和Na3Fe (S 04) 3在584°C便会溶化， 再分解为硫酸盐，进入深一层的管壁腐蚀．　　以至锅炉水冷管壁年腐蚀量达1.5-2.5mm/a程度，这是至今普遍存在的严重问题，它使锅炉热效率随时间而下降，使锅炉设备寿命缩短且夭折。　　２.炉膛内高温高速烟气冲刷管壁，腐蚀和磨损双重伤害炉管的问题:：　　锅炉内，炉管置于炉腔火焰的辐照之中，燃烧辐射的温度1000°C以上，炉管外侧承受高温氧化腐蚀，氧化铁比较疏松。一台670t/h的火电锅炉，炉膛内的气流速度高达20-50m/s，氧化铁被高速烟气冲刷掉，新暴露的金属表面再次被氧化，再次被冲刷，使管壁逐渐变薄，危及管的寿命。 　　３.锅炉炉管红外辐射热交换效率低的问题：　　锅炉炉管一般采用20号锅炉钢管，金属表面的红外辐 射系数(黑体系数)很低，一般才O. 1左右，反射系数很高，接近０.９．高温时，因表面氧化，辐射系数约０.５，根据基 尔霍夫定律，炉管表面吸收炉膛火焰红外辐射的吸收率也只 有０.５左右，辐射热交换效率低。如果把炉管表面的辐射系数提高到０.９，那么炉管内的工质(如水，)和炉膛火焰的热交换效率便可以提高8%左右。　　４.炉内设备露点腐蚀和热交换问题： 　　锅炉热效率与排烟温度有一定的关系，选定排烟温度， 大体上可以确定锅炉的热效率是:　（TI-T2）／T1T2一一排烟平均温度T1一一燃烧火焰平均温度 T2排烟温度受到露点的限制。例如烟气中，假定其水汽含量10%，硫酸含量有20ppm，那么露点的温度根据H20和H2SO4两项状态图，可以知道是1400°C,如果排烟温度接近或者低于140°C，便会产生硫酸露点，附在金属表面，产生点腐蚀，使设备穿孔而报废．因此，通常只好把排烟温度超过露点温度，这便降低了锅炉的热效率，浪费了能源．可是，烟气的露点并不是一个定数，它是随烟气中的水汽含量SO2.SO3的含量而改变的，即使提高了排烟温度，也难以完全避免露点腐蚀的问题．因此本文建议采取新的办法，既保护设备不被露点腐蚀，又提高炉管热交换的能力，还要降低排烟温度，提高热效率．　　二 解决问题的建议　　上面分析了现行火电锅炉存在的四个问题，本文认为解决上述问题的关键是用一种新的材料隔开腐蚀气氛，隔开露点与金属的直接接触，隔开高速烟气的冲刷破坏．这种新材料便是耐高温耐腐蚀耐磨损具有高辐射率的金属涂料．它与金属基体以化学键牢固结合，保护炉管．这是一项发明的专利技术，它不但可以保护设备，避免高温裸体工作状态，而且可以提高热交换率，节省能源．该发明专利名称是＂一种金属用的耐高温耐磨节能涂料＂．发明专利批准号：ZL01130126.0．这是广州合晶特种涂料科技有限公司的独家专利产品．型号为MES-I．qq　１５６７１０４６８　　０２０-３７３１４７６８

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