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

В третьей серии опытов в мазут вводился 10—20%-ный раствор хлористого магния с дозировкой, колебавшейся от 0,03 до 0,088% и составлявшей в среднем около 0,06%. Относительная нагрузка составляла 0,62—0,97, коэффициент избытка воздуха колебался oɪ

обдувка струей перегретого пара (16 бар, 300o С).

Впроцессе паровой обдувки наблюдалась заметная счистка РВП от отложений. Это связано с тем, что, несмотря на повышение золь­ ности топлива за счет ввода присадки, вызвавшей увеличение коли­ чества отложений, структура их оказалась более рыхлой, а сцепление

сметаллом значительно меньшее, чем без присадки. Изменение струк­ туры связано главным образом с увеличением содержания соедине­ ний магния — примерно в 10 раз. В этих опытах была замерена ско­ рость коррозии набивки РВП, промывавшегося^ раза смесью техни­ ческой воды и воды непрерывной продувки котлов.

Врезультате установлено, что максимум скорости коррозии — 0,78 г!м2 час отмечен при температуре стенки 89° С, а в среднем по «холодному» слою — 0,5 г/лг2 час.

Сопоставление этих материалов с данными второй серии опытов без присадки, когда применены две промывки РВП, показывает, что за счет ввода присадки в количестве 0,06% расхода мазута удается ослабить сернокислотную коррозию «холодного» слоя РВП примерно на 30% и снизить максимум скорости коррозии на 0,58 г/л2 час (почти на 40%).

Четвертая серия опытов проведена без очистки РВП, вводился 5—8%-ный раствор присадки хлористого магния с дозировкой от 0,028 до 0,056% (в среднем 0,035 %) расхода мазута. Все показатели режима работы котла оставались примерно такими же, как и в первых трех сериях опытов. Замеренная скорость коррозии оказалась на доста­ точно низком уровне: при температуре стенки 95° она составила 0,37 г/Mi час, а ее среднее значение — 0,11 г/м2 час.

Сравнение этих данных с результатами первой серии опытов пока­ зывает, что ввод присадки хлористого магния в количестве 0,035% расхода мазута позволяет снизить среднюю коррозию «холодного» слоя

коррозии вполне допустимо для эксплуатации мазутных котлов и позволяет продлить срок службы набивки «холодного» слоя РВП с 1 до 2 лет. Для реализации этого эффекта необходимо внедрить паро­ вую обдувку РВП, практически не интенсифицирующую коррозию и позволяющую в то же время поддерживать поверхность РВП в «чистом» состоянии, что обеспечит длительную эксплуатацию котла на мазуте без ограничения нагрузки, повышения сопротивления набивки и тем­ пературы уходящих газов при умеренной скорости коррозии металла.

Сравнение данных первой и четвертой, второй и третьей серий по­ казывает, что ввод присадки хлористого магния снижает максимум

37

скорости коррозии примерно на 0,5 г/м2 час (на 0,43 без очистки РВП и на 0,58 при применении водных промывок).

Полученные данные о влиянии присадки хлористого магния на скорость коррозии согласуются с результатами измерения в отдельных опыта.х каждой серии содержания серного ангидрида в дымовых га­ зах (рис. 19). Ввод присадки в количестве 0,026—0,03% позволяет при коэффициенте избытка воздуха 1,10 снизить концентрацию сер­ ного ангидрида до такого уровня, который соответствует коэффициенту

перед котлом, оборудованным спе­ циальной установкой для приготовления и ввода ее. Равномерность эмульгирования водного раствора присадки в мазуте обеспечивалась с помощью струйного смесителя. При вводе 0,05—0,07% присадки (пе­ риодически до 0,1 % )отложения имели рыхлый характер на всех поверх­ ностях нагрева, в частности, на листах набивки РВП, в связи с чем уда­ валось их сдувать струей перегретого пара (13 бар, 230° С). В резуль- • тате ежесуточных обдувок по 0,3 час. удалось в течение 1750 час. сох­ ранить сопротивление РВП без изменения. В отложениях на РВП соот­ ношение между ванадием и магнием составляло 0,7—0,9, что связано с выносом этих компонентов из высокотемпературной зоны котла, где рыхлые отложения имеют пониженную механическую прочность.

Повышенное содержание магния в летучей золе обусловливает ее основный характер, благодаря которому она значительно нейтрализу­ ет серную кислоту, конденсирующуюся на набивке РВП. Увеличение толщины рыхлого слоя на набивке РВП приводит к некоторому росту его наружной температуры, что должно уменьшить количество кон­ денсирующейся на нем кислоты.

38

В области низких температур стенки (55—90° С) скорости серно­ кислотной коррозии образцов опытного водоохлаждаемого змеевик« при работе с присадкой и без нее одинаковы. При температурах стенки 90—120° C скорость коррозии не превышает 0,6 г/м2 час, причем максимум располагается в области 100—110°. Значительно (в 2 раза) сглажен пик, характерный для мазута без присадки. При температурах стенки 130o C и более скорость сернокислотной коррозии углероди­ стой стали в обоих случаях одинакова, а стали 1 х 18Н9Т — выше при работе без присадки.

Максимум скорости коррозии у образцов, установленных в набивке РВП, при pɑðore с присадкой и паровой обдувкой составляет около 0,35 г/ж2 час. Водная промывка РВП увеличила скорость коррозии при тех же температурах стенки 104—IlO0C до 0,85—1 г/м2 час, применение однократной водной промывки повысило скорость корро­ зии в 2,5 — -3 раза.

Из сравнения показателей скорости коррозии опытного змеевика, поперечно омываемого дымовыми газами, со скоростью коррозии об­ разцов в РВП, продольно омываемых газами, следует, что уровень коррозии в первом случае примерно в 2 раза ниже. Это согласуется с данными Б. И. Клячко (1963) о влиянии направления газового потока на скорость сернокислотной коррозии.

C учетом положительных результатов по защите от сернокислотной коррозии низкотемпературных поверхностей нагрева обоих котлов, а также полученных убедительных результатов по защите от коррозии высокоіемпературных поверхностей предложено начать ввод этой при­

защиты их поверхностей нагрева от коррозионных разрушений. Каж­ дый корпус имеет два РВП общей поверхностью нагрева 42540 м2, па­ ровая обдувка которых производится неподвижно расположенными трубами со щелевыми соплами.

Технологическая схема установки для приготовления и ввода в ма­ зут присадки хлористого магния, в отличие от рассмотренной опыт­ но-промышленной установки при котле Б КЗ-320-140 ГМ, предназна­ чена для ежечасной подачи 4м3 раствора присадки к двум котлоагрега­ там блоков 300 МВт с суммарным расходом мазута 41,7 кг/сек.

Так как на ГРЭС двухступенчатая схема подачи мазута, ввод при­ садки осуществляется под давлением 11—12 бар — на 3—4 бар боль­ ше, чем давление мазута после подогревателя. Для подачи присадки используются центробежные насосы высокого давления типа ЗМС-10

Обдувка набивки РВП производилась перегретым паром (16—18 бар, 260—300° С) 3 раза в сутки при расходе пара на обдувку 0,2—0,3 кг/сек. Благодаря этому сопротивление РВП оставалось постоянным в течение

39

5 месяцев. В режиме с коэффициентом избытка воздуха 1,10—1,15 ско­ рость коррозии в среднем по «холодному» слою набивки составила около 0,1 г/м2 час при максимуме примерно 0,32 г/м2 час.

Одновременно удалось повысить надежность высокотемпературных поверхностей нагрева, особенно нижней радиационной части (НРЧ), и увеличить длительность рабочей кампании за счет нейтрализации агрессивных компонентов продуктов горения и уменьшения тепловосприятия НРЧ. За 5000 час. котел останавливался лишь один раз для очистки поверхностей нагрева от отложений, в то время как анало­ гичные котлы на других ГРЭС при сжигании близкого по качеству мазута, не содержащего присадки, останавливаются для очистки через каждые 1000—1200 час. работы. В настоящее время котлы всех 5 энер­ гоблоков суммарной мощностью 1500 MВт используют мазут с присад­ кой хлористого магния.

На одном из них сотрудниками BTH и ГРЭС А. Ф. Гавриловым и В. К. Марининым выполнен интересный эксперимент по изучению влияния температуры стенки и периодичности паровой обдувки на скорость сернокислотной коррозии набивки РВП. Оказалось, что в зо­ не температур стенки около 120° C скорость коррозии составила 0,38 г/м2 час при ежесменной обдувке и 0,52 г/м2 час—при ежесуточ­ ной, а при температуре стенки 105oC соответственно 0,55 и 0,77. Этот эксперимент длился 1900 час., он доказывает, что при сжигании мазута с присадкой хлористого магния целесообразно проводить ежесменную обдувку РВП.

Следовательно, при одной и той же дозировке присадки (в пересче­ те на магний) наибольшая эффективность наблюдается при подаче вод­ ного раствора хлористого магния, а наименьшая—при вводе исходного грубодисперсного (без дополнительного помола) каустического маг­ незита. Промежуточное положение занимает дополнительно молотый тонкодисперсный магнезит. Это объясняется только тем, что хлористый магний образует в воде раствор, обеспечивающий благодаря тщатель­ ному перемешиванию равномерное распределение присадки в ма­ зуте, тем самым обусловливается интенсивное взаимодействие с аэро­ золями серной кислоты по всему газовому тракту, а также равномер­ ное орошение присадкой низкотемпературных поверхностей нагрева, благодаря чему происходит частичная нейтрализация сконденсиро­ ванной серной кислоты. Наоборот, при вводе грубодисперсного магне­ зита поверхность взаимодействия частиц магнезита с аэрозолями сер­ ной кислоты и равномерность опыления присадкой поверхностей нагре­ ва явно недостаточны. Кроме того, технология ввода жидкой присадки более надежна и проста, чем твердой. Поэтому ввод жидкой присадки на магниевой основе более перспективен.

40