玻璃炉窑烟气酸露点计算方法的研究
摘要：目前,大多数烟气酸露点的预测与计算都集中于电厂锅炉,玻璃炉窑领域尚未涉及。烟气酸露点作为影响锅炉热效率和安全运行的重要参数之一,其预测具有重要意义。该文总结了目前锅炉烟气酸露点的计算方法,并根据烟气测试结果进行对比修正,得出了酸露点的影响因素,为玻璃炉窑烟气酸露点的计算提供了工程依据。
玻璃炉窑中使用的燃料如天然气、煤制气、重油、石油焦等都含有一定量的硫,在燃烧过程中硫会与氧气发生反应生成硫氧化物(SOx)。余热锅炉受热面金属的表面含有Fe2O3 或V2O5,会催化烟气中的SO2 氧化为SO3,生产玻璃原料中的芒硝在高温下分解也会产生SO3。SO3与烟气中的水蒸气结合生成H2SO4蒸汽,H2SO4蒸汽的凝结温度就是烟气酸露点。当锅炉尾部低温受热面的温度低于酸露点时,烟气中的H2SO4蒸汽会发生凝结并粘附在受热面的表面上,产生酸腐蚀。此外,烟气中的飞灰粘附在被腐蚀的受热面上会形成堵灰,从而增大烟气的流通阻力,加大引风机的电耗。当排烟温度较高时,排烟损失增大,导致锅炉的热效率降低。从锅炉的安全运行与经济性两方面考虑,排烟温度既要高于烟气酸露点,又要尽量降低排烟的热损失,提高锅炉热效率。因此,烟气酸露点的准确预测对于锅炉的设计与运行具有重要意义。
目前国内外各机构根据自己的经验得出了烟气酸露点的计算公式,但计算结果相差较大。而针对玻璃炉窑烟气酸露点的计算少有报道。因此,该文选取玻璃炉窑进行烟气测试,并根据测试结果对各计算公式进行了对比分析,同时对公式进行了修正,形成玻璃炉窑烟气酸露点的计算方法,为余热发电工艺的设计提供了重要依据。
1 烟气酸露点的计算方法介绍
目前烟气酸露点的计算方法主要分为两大类,一类是基于燃料成分计算酸露点的经验公式,如前苏联《锅炉机组热力计算标准方法》(1973 年版),另一类是基于烟气成分计算的经验公式,如Müller曲线、OkkesAG公式等。以下分别对各计算方法进行简要介绍。
1.1 前苏联《锅炉机组热力计算标准方法》(1973年版)
前苏联1973年出版的《锅炉机组热力计算标准方法》中烟气酸露点的计算公式如下
4 结 论
在玻璃炉窑中,前苏联经验公式(1973年版)不能考虑到原料芒硝中硫分对烟气酸露点的影响,造成计算结果偏低。如果按此酸露点温度确定排烟温度,可能会导致受热面产生腐蚀。该文对前苏联经验公式的硫分进行了修正,首次提出了适用于玻璃炉窑的烟气酸露点计算方法,并得出水蒸气、燃料硫分、灰分对酸露点的影响规律,对玻璃炉窑烟气节能减排系统的设计与稳定运行具有重要意义。
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