Файл: Цирульников, Л. М. Защита газомазутных котлов от сернокислотной коррозии [монография].pdf

остатком на сите с размером ячеек 63 мк — 64,5%, а 200 мк — 15%. Удельная поверхность частиц — около 0,2 м2/г.

Другой сорт — каустический магнезит с электрофильтров того же завода, он содержал следующие окислы: 61,5% магния, 3,2 — кальция,

воздухоподогреватель, состоявший из трех кубов.

Порошок магнезита вводился в поток газов, поступавших на стенд,

спомощью дозатора, представлявшего собой суживающийся насадок

сотверстием диаметром 4 мм, в который входила игла с коническим окончанием. Регулирование дозировки производилось вертикальным перемещением иглы.

Дозировка магнезита контролировалась двумя путями: по ско­ рости подачи (расходу) определенной навески магнезита и по концен­ трации твердых частиц магнезита в потоке газов, улавливаемых с по­ мощью стеклянной трубки Альнера. За трубкой устанавливались стеклянные алонжи с ватнымц фильтрами и измерительная диафраг­ ма. Уловленный магнезит смывался раствором соляной кислоты. Со­ держание магнезита определялось трилонометрическим титрованием смывного раствора после его нейтрализации. Проведены одновремен­ ные тарировки газоходов котельного агрегата и стенда с целью выяв­ ления степени соответствия между компонентами газового состава.

Оценка эффективности присадки производилась по изменению тем­

24

пературы точки росы и концентрации серного ангидрида, для чего соответствующие измерения выполнялись в двух зонах — до и после ввода магнезита. Присадка вводилась в количестве 0,04—1% рас­ хода мазута.

Результаты опытов, проведенных при сжигании стандарного вы­ сокосернистого мазута MlOO, показали, что обычный товарный магне­ зит изменял концентрацию серного ангидрида в газах в меньшей сте­ пени, чем магнезит после электрофильтров, обладавший несколько большей активной поверхностью. Уменьшение содержания серного ангидрида при вводе товарного магнезита составляло 0,0002—0,0010%, а при вводе магнезита с электрофильтров — 0,0009—0,0022% (рис. 10).

25

Влияние изучаемых сортов магнезита на температуру точки росы совершенно иное. Ввод присадки товарного магнезита в количестве 0,1% расхода мазута снижает температуру точки росы дымовых газов на 15° С. Последующее увеличение дозировки магнезита до 0,5% при­ водит к дополнительному снижению точки росы на 30—35° С. При уве­ личении дозировки присадки выше 0,5% дальнейшего снижения темпе­ ратуры точки росы не наблюдается. В то же время присадка магнезита после электрофильтров в количестве более 0,1 % вызывает незначи­ тельное снижение температуры точки росы — в среднем на IO0 C

см. рис. 10).

Противоречивость полученных данных о различной степени влия­ ния двух сортов магнезита на концентрацию серного ангидрида и тем­ пературу точки росы связана с методическими погрешностями при изме­ рениях, что подробно исследовано Верховским, Красноселовым, Maшиловым, Цирульниковым (1970). Вместе с тем рассмотренные данные убедительно свидетельствуют о качественном снижении корро­

ется недостаточно, поэтому были выполнены непосредственные изме­ рения.

К началу опытно-промышленного исследования стало известно о ре­ зультатах опытов, проведенных ВТИ на котле ТП-170 по определению ■скорости сернокислотной коррозии при сжигании высокосернистого

Работа проведена на экспериментальной установке, смонтирован­ ной в газоходе котла ПК-Ю (63,9 кг/сек, 98 6aιр, 510o С) (Красноселов, Ильин, Цирульников, 1967). В период опытов сжигались мазуты MlOO и М200 с серосодержанием 2—2,4% и зольностью 0,1—0,15% при

дробью лавинным способом с интенсивностью '150 кг/м2.

Для повышения активной поверхности каустический магнезит пе-. ред поступлением к котлу проходил через установку дополнительного помола с вибромельницей, вентилятором, циклонами, бункерами мо­ лотого магнезита, шнековым дозатором и распиливающими насадками. Измельченный магнезит подавался в газоход перед нижней ступенью водяного экономайзера и распылялся по сечению с помощью 48 шту­ церов диаметром 38 мм. Против отверстий штуцеров были установлены конические рассекатели, обеспечивавшие распыление магнезита на большой площади.

26

Количество магнезита, подаваемого в газоход, определялось объ­ емным методом. Шнек дозатора дополнительно молотого магнезита работал с постоянным числом оборотов,, подавая 0,25—0,35% от рас­

получены в опытах с подачей 0,35; 0,5;

продуктов горения высокосернистого мазута.

Скорость коррозии определялась по 12 опытным образцам, смон­ тированным в змеевик, который был установлен горизонтально в газо­

27

ходе при скорости омывания около 5 місек и температуре дымовых га­ зов 200—230° С. Змеевик охлаждался деаэрированной водой со сред­ ней температурой на входе около 40° С. Вода подавалась только во время дозирования дополнительно молотого магнезита. После пре­ кращения подачи магнезита вода отключалась и змеевик обеспаривался через воздушник. Значения скорости коррозии при обработке ре-

Рис. 12. Скорость коррозии при вводе магнезита

впродукты горения:

/—при вводе дополнительно молотого магнезита; 2 — при сжигании высокосернистого мазута и вводе грубодисперс­

ного магнезита; 3 — при сжигании высокосернистой нефти и вводе грубодисперсного магнезита.

зультатов испытаний относились к среднеарифметической темпера­ туре стенки образца за период испытаний.

Змеевик проработал с подачей дополнительно молотого магнези­ та 766 час. Среднее значение коэффициента избытка воздуха в этот период составило 1,14, причем большую часть времени котел прора­ ботал с коэффициентами избытка воздуха более 1,10, при которых обычно не замечается снижения скорости коррозии.

Результаты измерений скорости коррозии образцов представлены на рис. 12,1. Для сравнения приводим данные ВТИ, по Б. И. Клячко, 1963, полученные при сжигании мазута с содержанием 2,67% и золь­ ностью 0,154%, с коэффициентом избытка воздуха 1,27—1,32 в топке котла ТГІ-170, с подачей грубодисперсного магнезита в количестве 0,37% (рис. 12, 2), и данные ВТИ, по Б. И. Клячко, Н. В. Кузнецову,

28

P. A. Петросяну, 1961; по Б. И. Клячко, Н. Д. Сергеевой, Б. А. Пер­ мякову, 1963, полученные при сжигании высокосернистой арланской нефти с серосодержанием 2,7% и зольностью 0,07%, со средним коэф­ фициентом избытка воздуха 1,08—1,11 в топке котла ПК-10, когда в газоход дозировался магнезит в количестве 0,30% (рис. 12, 3).

Сопоставление представленных данных показывает, что увеличе­ ние активной поверхности позволило при той же дозировке магнезита существенно снизить общий уровень коррозии опытных образцов. Максимум скорости коррозии снизился более чем вдвое — с 1,43 до 0,63 г/м2, час, а минимум (при 95° С) — с 0,36 до 0,28 г/м2 час. При тем­ пературе стенки 130° C скорость коррозии уменьшилась с 0,4 до

0,25 г/м2, час.

Эффективность ввода присадки зависит от ее фракционного состава. Тонкодисперсный магнезит, обладая хорошей «подсушивающей спо­ собностью», не только улучшает структуру отложений на низкотемпе­ ратурных поверхностях нагрева, но и снижает интенсивность их кор­ розии. По-видимому, это связано с нейтрализацией конденсирующей­ ся серной кислоты частицами магнезита, осевшими на поверхностях нагрева, а также снижением концентрации серного ангидрида в продук­ тах горения, прошедших вдоль поверхностей, опыленных магнезитом (Геллер, 1965).

Указанный эффект, как показывают проведенные опыты, проявля­ ется не сразу после ввода магнезита в продукты сгорания, а по исте­ чении определенного периода, обеспечивающего необходимое насы­ щение отложений магнезитом, активно взаимодействующим как с сер­ ным ангидридом, так и с кислотой. Продолжительность этого периода оказывается тем большей, чем меньше дозировка магнезита.

Изменения сопротивления пленки, определяющего величину тем­ пературы точки росы, полученные при дозировках дополнительно мо­ лотого магнезита 0,45; 0,85 и 1,45%, характеризуются данными рис. 13. При отключении подачи магнезита температура точки росы за 1 час повышается со 100 до 165° С, а при возобновлении подачи магнезита режим восстанавливается в течение 1,5 час.

C рассмотренными материалами согласуются и данные Л. А. Гвоз­ децкого, А. Д. Горбаненко, В. В. Карпова, Г. К. Красноселова, Л. Μ. Цирульникова (1962) и Л. А. Гвоздецкого, А. Д. Горбаненко, Г. К. Красноселова, А. В. Мартынова, Л. Μ. Цирульникова (1964),

40 мк, состоящего на 79% из окислов магния и кальция.

Опыты, проведенные при коэффициенте избытка воздуха 1,10, показали, что при подаче магнезита и работе дробеочистки (1 раз в сутки) за 1600 час. интенсивность коррозии труб низкотемпературной ступени воздухоподогревателя оказалась несколько меньше, чем за 700 час. работы котла на том же топливе, но без магнезита и дробе­ очистки (рис.Ч4). Поскольку дробеочистка конвективных поверхностей нагрева, поданным Б. И. Клячко (1963), может лишь интенсифициро­

29