Визначення температури сіркокислотної точки роси
Для забезпечення надійної і ефективної роботи теплогенерую — чого устаткування і запобігання корозії ПН в процесі його експлуатації температура металу стінок ПН має бути вище температури сіркокислотної точки роси tp 2S°4, або температури точки роси водяних
парів 2° (за відсутності в паливі S) при всіх навантаженнях обладнання. Невиконання даної умови викликає конденсацію вологи на ПН, що приводить до їх низькотемпературної сіркокислотної корозії, а також до інтенсифікації золового замету і утворенню зв’язаних відкладень. Особливо важливо знати і враховувати tp2S°4 при роботі
котлів, оснащених електрофільтрами. При $ = t|,’2S0,1 виникає явище
зворотної корони і доводиться застосовувати додаткові дорогі заходи для забезпечення ефективної роботи даних пристроїв [491].
Таким чином, знання tp2S°4 має важливе практичне значення.
Проте на більшості енергопідприємств РФ визначення 2S°4 налагоджувальними або експлуатаційними службами не виконується. Пояснюється це в основному відсутністю необхідно устаткування для інструментального виміру 2S°4 і програмних засобів для автоматизованого розрахунку даного параметра. Тому для УЕК був розроблений спеціальний модуль для розрахунку температури точки роси. Поява вологи на ПН котлів відбувається внаслідок конденсації парів сірчаної кислоти або водяних парів. Джерелом утворення пара
сірчаної кислоти є сірковмісні компоненти палива, які при горінні окислюються 02 повітря з утворенням S02 і в малих кількостях триоксиду сірки SO3. При цьому основна частина SO3 утворюється в зоні полум’я, де при високих температурах відбувається окислення S02 атомарним киснем:
S + О2 — SO2 + qi, SO2 + О = SO3 + q2 .
Останній взаємодіє з водяними парами з утвором парів H2S04i SO3+H2OH2SO4, які конденсуються при температурах, нижче tp2°,
утворюючи на поверхні металу ПН плівку кислоти високої концентрації. Інтенсивна корозія спостерігається, коли концентрація S03 у продуктах згорання перевищує тисячну частку відсотка [499, 500].
Водяні пари в продуктах згорання утворюються за рахунок звільнення вологи, що втримується в паливі і повітрі, а також за рахунок взаємодії паливного водню з киснем: Н+ЗН2+02=ЗН+2Н20.
Температура tp2S°4 при спалюванні твердих палив залежить від
наступних факторів [501]:
— змісту Sr у паливі;
— змісту мінеральних домішок;
— складу золи.
Зі збільшенням концентрації золи в димових газах відбувається зниження tp 2S°4 за рахунок адсорбції летучою золою оксидів сірки [491]. Наявність в золі палив СаО і MgO забезпечує часткове зв’язування SOx у сульфати, що дозволяє також знизити tp2SO/1.
При спалюванні мазуту величина tp2S°4 в основному залежить
від вмісту Sr у паливі і а, при якому відбувається процес горіння [502, 503]. Збільшення а приводить до зростання tp2S°4. Узагальнення експериментальних даних [504, 505] дозволило запропонувати [491] для розрахунку tp2S°4 при спалюванні твердих палив залеж-
ність, °С:
де SpP — наведений вміст сірки, %-кг/МДж;
К — коефіцієнт, шо залежить від Аг палива і змісту в ній СаО і MgO.
Для визначення К [501] рекомендується графік (рис. 1.7) залежності l/K=f(lgR), де R — комплекс, який визначається по формулі:
(10.50)
де СаОг — сумарний вміст СаО і MgO в робочій масі палива, %.
Проте для створення програми машинної обробки графічне визначення К неприйнятно, тому була виконана позонна апроксимація (рис. 10.7) [494]. [7]
tp2° =20,5441np + 94,628. (10.54.a)
Достовірність апроксимації при цьому склала г2=0,99, а максимальна відносна погрішність 8макс=4 %.
При спалюванні мазуту для визначення tp2S°4 в [463] також
пропонується графічний метод (рис. 10.8) на основі робіт [502, 503].
Використання полінома другої міри для апроксимації графіка
tHlSO< =f(Sp;<)
(рис. 10.8) не дозволило отримати необхідну збіжність результатів [463]. Тому був використаний метод Брандона [506], який дозволив зменшити максимальну відносну погрішність до 10,4 %:
tH2so4 =|“548зз(а" )3 -184224(а",)2 + 206178а" — 76807J х ^ х (-0,0352 Sr2 +0,2637 Sr +0,6003).
При спалюванні газів, що містять сірчисті з’єднання, розрахунок виконується також як і для рідких палив (10.55), проте вміст Sr розраховується по формулі: Sr=6mg, де m — число атомів S в молекулі сірковмісного компонента; g — об’ємний % сірковмісного компонента. Використовуючи підхід [463], в блок розрахунку tp2S°4 був
введений коефіцієнт, що враховує міру зв’язування SO2 активними складовими мінеральної частини палива (CaO, MgO):
SO"ax — SO ’
sorx
Таким чином, на основі [463, 518], була розроблена і реалізована у вигляді модуля УЕК методика автоматизованого розрахунку tpH2S°4 продуктів згорання і оцінки надійності роботи ПН з позиції низькотемпературної сіркокислотної корозії, локальна швидкість якої при спалюванні високосіркісних палив може значно перевищувати 1 мм/рік.