本文關(guān)鍵詞：添加劑對生物質(zhì)鍋爐受熱面積灰腐蝕的影響規(guī)律研究　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在世界范圍內(nèi),生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)的使用越來越廣泛。生物質(zhì)能源的開發(fā)利用對緩解能源緊張問題和減少碳排放有著重要的意義。然而,近些年來,電站生物質(zhì)直燃鍋爐的過熱器受熱面受到積灰中KCl等成分嚴(yán)重的腐蝕,這帶來了很大的安全隱患,并制約了生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。生物質(zhì)燃燒過程中加入添加劑可以有效地減輕鍋爐受熱面的腐蝕問題。因此,研究添加劑對生物質(zhì)鍋爐受熱面金屬腐蝕的影響規(guī)律,對電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、實現(xiàn)生物質(zhì)的高效清潔利用有著重要意義。本文研究了高嶺土、粉煤灰、硅灰、白云石、石灰石、鋁礬土作為添加劑時,對不同受熱面管材的腐蝕抑制效果。同時,利用Factsage軟件的Equilib模塊模擬了麥稈燃燒時熱力平衡過程,研究各種添加劑對麥稈燃燒過程中鉀、氯元素的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。利用水平管式爐研究了添加劑對生物質(zhì)鍋爐受熱面金屬材料積灰腐蝕的影響規(guī)律。結(jié)果表明:加入高嶺土、粉煤灰、硅灰、白云石、石灰石、鋁礬土作為添加劑,各種管材金屬試樣的腐蝕速率明顯降低。其中使用高嶺土、粉煤灰、硅灰和鋁礬土作為添加劑時,對腐蝕有明顯的抑制效果,而使用白云石和石灰石作為添加劑時,抑制腐蝕效果較差,但腐蝕速率也得到減小。4種管材的抗腐蝕性能:T9115CrMoG12CrMoVG20G,其中T91的抗腐蝕性能要遠(yuǎn)好于其余3種管材,15CrMoG略好于12CrMoVG,20G的抗腐蝕性能最差。利用Factsage軟件Equilib模塊模擬了麥稈燃燒過程,探討不同添加劑作用下,在溫度400～1600℃范圍內(nèi)鉀、氯元素的主要分布形態(tài)以及相互轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)果表明:麥稈燃料在燃燒過程中,鉀元素和氯元素主要以KCl、KOH和HCl的形式析出。在加入高嶺工作為添加劑后,固態(tài)產(chǎn)物中含鉀的硅鋁酸鹽含量增加了大約20倍,并且主要以穩(wěn)定的KAlSiO4的形式存在,氣態(tài)產(chǎn)物中KCl和KOH的含量減少,煙氣中的堿金屬氯化物減少,對受熱面的腐蝕作用減弱。使用硅灰作為添加劑時,固態(tài)產(chǎn)物中含鉀的硅酸鹽和硅鋁酸鹽的含量增加了大約12倍,并且主要以固態(tài)K2Si4O9的形式存在;氣態(tài)產(chǎn)物中KCl和KOH的含量減少,但HCl有所增加。單獨添加白云石和石灰石對減少煙氣中鉀、氯元素的含量效果不顯著。使用鋁礬土作為添加劑時,鉀元素被固定在硅鋁酸鹽中,在1200～1350℃的溫度段中,43.9%的鉀元素被固定在固態(tài)產(chǎn)物KAlSiO4中,氣態(tài)產(chǎn)物中鉀元素含量明顯減少。使用粉煤灰作為添加劑,鉀元素可以被固定在較為穩(wěn)定的硅酸鹽和硅鋁酸鹽中,在1200℃以上的高溫段以KAlSiO4和KAlSi206為主,44.6%的鉀元素被固定在固相產(chǎn)物中。煙氣中鉀元素的含量明顯減少,減輕了受熱面金屬的腐蝕作用。
[Abstract]:In the world, direct combustion of biomass power generation technology is more and more widely used. The development and utilization of biomass energy to alleviate the energy shortage problem and has important significance to reduce carbon emissions. However, in recent years, by the product of corrosion KCl components in ash serious heating surface of power station direct combustion of biomass boiler superheater, which brings a big security risk, and restricts the development of biomass power generation technology. Adding additives in the combustion process can effectively reduce the corrosion of heating boiler. Therefore, study on the influence of heating surface corrosion of metal additives on biomass boiler, the economic operation of power plant, clean and efficient utilization of biomass is of great significance. This paper studies the kaolin, fly ash, silica, dolomite, limestone, bauxite as additives, the different heating surface pipe corrosion suppression effects. At the same time The straw combustion simulation, thermodynamic equilibrium process using the Equilib module of Factsage software, the research of various additives on the combustion process of potassium in straw, migration of chlorine. Effect of additives on the biomass boiler heating surface fouling corrosion of metal materials were studied by horizontal tube furnace. The results show that the addition of kaolin, fly ash silica, dolomite, limestone, bauxite, as additives, the corrosion rate of various pipe metal samples decreased significantly. The use of kaolin, fly ash, silica and alumina as additives, has obvious inhibiting effect on the corrosion, and the use of dolomite and limestone as additive, corrosion inhibition effect is poor, but the corrosion rate is obtained corrosion resistance decreases.4 pipes: T9115CrMoG12CrMoVG20G, the corrosion resistance of T91 is much better than the other 3 kinds of tubes, 15CrMoG is slightly better than 12CrMoVG, Anti corrosion performance of 20G is the worst. To simulate the combustion process of wheat straw using Factsage software Equilib module, discusses the different additive, at a temperature of 400 to 1600 DEG C K, the main distribution of chlorine and mutual transformation. The results showed that the wheat straw fuel in the combustion process, potassium and chlorine in KCl, KOH and HCl precipitate. In Gaoling work for the additive content of potassium aluminosilicate, the solid product increased by about 20 times, and mainly exists in the stable form of KAlSiO4, content of KCl and KOH in the gaseous products reduced, alkali metal chloride in the flue gas to reduce the heating effect. The corrosion weakened. The use of silica fume as additives, the content of potassium silicate and aluminosilicate solid products has increased about 12 fold, and mainly exists in the solid form of K2Si4O9; KCl and KOH gaseous products The content was decreased, but HCl increased. Addition of dolomite and limestone to reduce the effect of potassium in flue gas, chlorine content is not significant. The use of bauxite as additives, potassium was fixed in aluminosilicate, at 1200 to 1350 DEG C temperature, potassium element 43.9% is fixed on the solid products of KAlSiO4 in the content of gaseous products of potassium decreased significantly. The use of fly ash as additive, potassium can be fixed in a stable silicate and aluminosilicate in high temperature is over 1200 DEG C to KAlSiO4 and KAlSi206, K 44.6% is fixed in the solid products. The potassium content in flue gas decreased significantly and reduce the corrosion of heating surface metal.

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TK229;TM619

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本文編號：1381747