热管换热器露点腐蚀和管壁温度的计算
目前,大部分热管换热器是用在低温烟气道(200~300℃)的余热回收中。当燃烧重油或含硫多的煤种时,必须注意露点腐蚀问题。
燃料中的硫在燃烧时大部分生成二氧化硫(SO2),其中一部分在高温区被氧化生成硫酐(SO3),即
SO2+1/2O2=SO3
在锅炉的低温部分,硫酐和燃烧气体中的水蒸气发生反应,生成硫酸蒸气,当温度降低到某一数值时,硫酸蒸气凝结成硫酸雾,即
SO3+H2O=H2SO4(气体)→H2SO4(雾状)
硫酸蒸气开始凝结的最高温度为硫酸蒸气的露点。当冷却壁面的温度低于露点时,硫酸雾首先在冷却壁面附近形成,并在冷却壁面上出现硫酸液滴,这样便能形成的对壁面的腐蚀,即所谓露点腐蚀。
露点腐蚀对于低温烟气的热回收设备是一个严重的问题,直接影响到设备的经济性和寿命。在热管换热器的实际应用中,由于露点腐蚀而使管面出现凹坑,甚至整个翅片被腐蚀掉。
硫酸蒸气的露点和烟气中的硫酐的含量及水蒸气的含量有关。其含量愈高,则露点也愈高。
为了防止露点腐蚀,在换热器的设计和运行中,应保证冷却壁面的温度一定要高于硫酸蒸气的露点值。为此,需进行两方面的工作:第一是确定硫酸蒸气的露点值,这可通过烟气成分的分析或用露点仪直接确定;第二是计算管壁温度。对于热管换热器,烟气侧多用翅片管,光管外壁温度可按下式计算
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