[发明专利]一种复杂气氛腐蚀耦合高温固相冲刷腐蚀的试验装置

说明书

一种复杂气氛腐蚀耦合高温固相冲刷腐蚀的试验装置，包括介质配送系统，腐蚀反应系统，尾气处理系统；该试验装置不仅可以通过控制各种气体的流量进而控制颗粒冲刷的速度，还能够同时进行多个试件的腐蚀和冲刷试验，并通过任意调节多个试件之间的距离，其工况更接近实际锅炉中换热器管壁之间的磨损情况。

技术领域

本发明涉及锅炉运行安全领域，具体涉及一种复杂气氛腐蚀耦合高温固相冲刷腐蚀的试验装置。

背景技术

循环流化床锅炉燃料适用范围广、脱硫效果好、燃烧效率高、投资与运行成本相对较低，广泛应用于煤电、化工领域。循环流化床锅炉采用气体将燃料颗粒流化，并使燃料在流化过程中与气体中的氧接触，完成燃烧放热过程。在颗粒流化燃烧的过程中，大量颗粒撞击换热器管壁，对管壁造成严重的磨损问题，造成流化床锅炉的可用率降低。

另外，随着国内污染愈发严重，环保部门提出的环保指标也愈发严苛。为了达到环保部门要求的NOx排放限值，现有的循环流化床锅炉通常采用SNCR（选择性非催化还原）-SCR（选择性催化还原）联用的方法降低NOx排放。其中SNCR要求在较高温度下进行反应，因此需将NH₃、尿素等还原性气体在高温区喷入炉膛，还原NOx，生成N₂和水。但由于NH₃具有较强的腐蚀性，会使换热器管壁金属腐蚀，进而脱落，造成换热器管壁减薄，在运行时间较长时即发生爆管，这也是引起循环流化床锅炉可用率降低的重要因素。

在目前的情况下，SNCR造成的腐蚀与高温固体颗粒物冲刷造成的磨损在爆管过程中是哪方面在起主控作用仍不明确，对锅炉爆管的控制也缺乏理论和数据支持。亟待开发出实验装置，用于模拟流化床锅炉换热器实际工作环境，对锅炉爆管进行实验研究。

发明内容

为解决流化床锅炉换热器在复杂气氛和高温固相冲刷工况下爆管原因难以确定的缺陷，本发明目的在于提供一种复杂气氛腐蚀耦合高温固相冲刷腐蚀的试验装置，对上述工况下的循环流化床锅炉换热器爆管进行模拟。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种复杂气氛腐蚀耦合高温固相冲刷腐蚀的试验装置包括介质配送系统、腐蚀反应耦合冲刷磨损系统和尾气处理系统；所述介质配送系统包括多个气瓶、多个减压阀、多个质量流量计、多个单向阀Ⅰ、气体混合器、单向阀Ⅱ、蒸汽发生器、加热器，加热器出口一路与管式炉直接相连并在管路上装有单向阀Ⅳ，一路经喷射器连接管式炉并在管路上装有单向阀Ⅲ、文丘里混合器和给料机；所述腐蚀反应系统包括管式炉及喷射器，喷射器出口处设置有试件支撑装置，试件支撑装置固定实验试件；所述尾气处理系统包括尾气过滤装置和尾气吸收装置，尾气过滤装置与管式炉相连。

尾气过滤装置内装有过滤筛。

多个气瓶中依次装有H₂S、CO、CO₂、HCl、O₂、N₂、SO₂、NH₃气体。

所述试件支撑装置包括固定夹具、滑动夹具、调整孔和紧固螺栓，滑动夹具一端开有固定孔并通过紧固螺栓与固定夹具固定，试件支撑装置至少包含两个滑动夹具。

本发明具有以下优点：该装置不仅能够进行单个试件的腐蚀耦合情况，还增加了试件支撑装置，能够同时进行多个试件的腐蚀耦合情况，并通过任意调节多个试件之间的距离，有助于更好的模拟锅炉运行中换热器管束中的腐蚀与磨损。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为实施例1中的试件支撑装置俯视图。

图3为实施例1中的试件支撑装置主视图。

图4为实施例2中的试件支撑装置俯视图。