摘要： 高炉煤气的利用方式很多，目前我国最主要的利用方式是高炉煤气发电项目（包括燃烧高炉煤气和高炉煤气、煤粉混烧）。分析燃煤锅炉掺烧高炉煤气和全烧高炉煤气后的工况变化，并提出改造措施，对钢铁行业的燃煤锅炉改造具有借鉴意见。 更多高炉煤气论文请进：教育大论文下载中心
关键词：高炉煤气；燃煤锅炉；掺烧
在钢铁企业的生产过程中，消耗大量的煤炭、燃油和电力能源的同时，还产生诸如高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等二次能源，所产生的这类能源，除了满足钢铁生产自身的消耗外，剩余部分用于其他行业或民用。
高炉煤气是炼铁的副产品，是高炉中焦炭部分燃烧和铁矿石部分还原作用产生的一种煤气，无色无味、可燃，其主要可燃成分为CO，还有少量的H2，不可燃成分是惰性气体、CO2及N2。CO的体积分数一般在21%-26%，发热量不高，一般低位发热值为2760-3720kJ/m3。高炉煤气着火温度为600℃左右，其理论燃烧温度约为1150℃，比煤的理论燃烧温度低很多。燃烧温度低，使得高炉煤气难以完全燃烧，且燃烧的稳定性差。由于高炉煤气内含有大量氮气和二氧化碳，燃烧温度低、速度慢，燃用困难，使得许多钢铁企业高炉煤气的放散率偏高。利用高炉煤气发电，由于燃料成本低，系统简单，减少了燃料运输成本及基建费用，可以缓解企业用电紧张局面，减少CO对环境的污染，取得节能、增电、改善环境的双重效果，既能为企业创造可观的经济效益，又能创造综合社会效益。
根据现在钢铁行业中高炉煤气的主要利用方式，本文对燃煤锅炉掺烧高炉煤气和燃煤锅炉改造为全燃高炉煤气锅炉做了理论分析和相应的改造措施。
1 掺烧高炉煤气对锅炉性能的影响
1.1 对炉膛内燃烧特性的影响
燃煤锅炉中掺烧高炉煤气时，由于高炉煤气的低位发热量很低（2760
-3720kJ/m3），而一般的烟煤的低位发热量约为18000kJ/kg，因此，炉膛中的理论燃烧温度必定下降，导致煤粉燃烧的稳定性变差，煤粉颗粒的不完全燃烧量增多，从而增加飞灰含碳量，机械不完全燃烧损失增加，锅炉效率降低。另一方面，掺烧高炉煤气后，送入炉膛内的吸热性介质增多，烟气的热容量增大，火焰中心的温度水平下降，火焰中心位置上移，导致煤粉在炉膛内的停留时间缩短，也造成煤粉的不完全燃烧，飞灰含碳量增加。第三，掺烧高炉煤气后，炉膛内烟气量增加（表1），炉膛内的烟气流速增加，从而缩短了煤粉颗粒在炉膛内的停留时间，也造成了煤粉的不完全燃烧。第四，掺烧高炉煤气后，高炉煤气中存在的氮气等大量的惰性气体阻碍可燃成分与空气的充分混合，减少发生燃烧反应的分子间发生碰撞的几率，导致燃烧不稳定，煤粉颗粒燃烧不完全，增加了飞灰含碳量。可见，掺烧高炉煤气后，飞灰的含碳量增加，锅炉效率降低。试验证明[1]，从飞灰含碳量的角度来看，如果不提高炉膛的温度水平，高炉煤气的最佳掺烧率应该在25%以内。
表1燃料产生1MJ燃烧热的烟气量
众所周知，固体的辐射能力远远大于气体，燃高炉煤气产生的烟气中所含有的具有辐射能力的三原子气体所占的份额远远低于燃煤，在燃气中占很大一部分的N2等双原子气体不具备辐射能力，而且，高炉煤气燃烧产生烟气中三原子气体主要是CO2和少量的H2O，CO2的辐射能力要低于H2O，因此，掺烧高炉煤气后，炉膛内火焰辐射能力减弱，更多的热量流往后面的过热器和尾部烟道。掺烧锅炉煤气后，炉膛内的热交换能力下降，对于以炉膛水冷壁为主要蒸发受热面的锅炉，如果锅炉结构不做调整，则锅炉的蒸发量下降。
1.2 对炉膛后烟道的传热特性影响
以对流换热为主的过热器系统，吸收烟气热量主要取决于传热温压和传热系数。对于燃煤和掺烧高炉煤气的锅炉来说，两者的炉膛出口烟温相差不大[2]，因而其传热温压也相差不大。但是掺烧高炉煤气锅炉的烟气体积流量要比燃煤锅炉大，对流受热面的烟气流速增加，因此提高了传热系数，使得过热器吸热量增加，导致过热器出口温度过热。同样，烟气量增加，如果炉膛后的受热面不改变，则布置在炉膛后烟道中的过热器，省煤器，空气预热器吸热量增多，但是不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平，因而排烟温度升高，排烟热损失增加。
2 全烧高炉煤气对锅炉性能的影响
2.1 对炉膛内燃烧特性的影响
高炉煤气中大量的惰性气体N2、CO2等在燃烧时不参与燃烧反应，相反，还吸收大量可燃气体燃烧过程中释放的热量，使得高炉煤气的燃烧温度偏低。虽然高炉煤气是气体燃料，理论燃烧温度（-1150℃）要远低于煤粉颗粒（1800℃-2000℃），但是高炉煤气中含有的大量惰性气体会阻碍火焰传播，使火焰的传播速度变慢（例如层流火焰传播速度仅为0.3-1.2m/s），因此，要保证燃烧的稳定性，必须提高燃烧温度。高炉煤气中几乎不含灰分，燃烧时，火焰基本上不产生辐射能量，只有燃烧产生的烟气中的三原子气体具有辐射能力，高炉煤气中大量的氮气不具备辐射能力，所以燃高炉煤气的锅炉，炉膛中的烟气辐射传热能力要低于燃煤锅炉。因此，炉膛内水冷壁的吸热量降低，导致锅炉蒸发量减少。
2.2 对炉膛后烟道的传热特性的影响
由于高炉煤气中几乎不含有灰尘，所以，燃烧高炉煤气产生的烟气中的飞灰可以忽略不计，因此，对流受热面的污染系数ξ很低，只有0.0043，而对于燃煤锅炉，当烟气流速为10m/s时，污染系数ξ为0.019[3]，可见，燃烧高炉煤气后，对流受热面的热有效系数增大，使得对流受热面的吸热量增多。
高炉煤气中含有大量的惰性气体，产生相同燃烧能量的高炉煤气生成的烟气量要大于纯燃煤时产生的烟气量，因此流经对流受热面的烟气量增大，烟气流速增加，导致对流传热的传热系数变大，对流吸热量增大，因此，吸收对流受热面热量的过热蒸汽温度升高。同样，烟气量增加，如果炉膛后的受热面不改变，则布置在炉膛后烟道中的过热器，省煤器，空气预热器吸热量增多，但是还不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平，排烟温度升高，排烟热损失增加。
3 掺烧高炉煤气后的改造措施
由以上的分析，为了解决掺烧高炉煤气后出现的一系列问题：炉膛温度下降；过热蒸汽温度升高；飞灰含碳量增加；排烟温度变大等，提出下面的解决方案。
3.1 改造燃烧器
高炉煤气燃烧器一般布置在煤粉燃烧器的下部，当高炉煤气燃烧器具有充当锅炉启动燃烧器的功能时，这种布置可以获得燃烧和气温调节两方面的好处。如果以高炉煤气借助煤的燃烧来稳燃的话，则只对气温调节有利。由于混烧高炉煤气后，炉膛中火焰的中心位置上移，造成煤粉燃烧不完全，排烟温度升高等问题，因此，可以采取让燃烧器位置尽量下移，燃烧器喷嘴向下倾斜等方法，降低火焰中心位置，增加燃料在炉膛内的停留时间。选用能强化煤粉燃烧的燃烧器，如稳燃腔煤粉燃烧器[4]，加强煤粉颗粒的燃烧，减少飞灰含碳量，提高锅炉效率。
3.2 改造过热器
掺烧高炉煤气后，炉膛内辐射吸热量减少，对流吸热量增加，因此在实际允许的情况下，增加较多的屏式过热器，相应的减少对流过热器受热面，这样，可以照顾到全烧煤和掺烧高炉煤气工况下过热器的调温性能，避免过大的增加减温水量。
3.3 改造省煤器
掺烧高炉煤气后，炉膛内的辐射吸热量减少，直接影响了锅炉蒸发量下降，导致锅炉出力降低，另外，掺烧高炉煤气后，烟气量变大，排烟温度升高，因此，在炉后烟道内增加省煤器换热面积，采用沸腾式省煤器，要保证其沸腾度不超过20%，否则因省煤器内工质容积和流速增大，使省煤器的流动阻力大幅增大，影响锅炉经济性。增加省煤器换热面积，提高了省煤器的吸热量，降低了过高的排烟温度，减小了排烟损失，提高了锅炉效率。
4 全烧高炉煤气后的改造措施
4.1 炉膛改造
燃煤锅炉的炉膛内辐射传热能量很大，炉膛内配置了相应的大量的水冷壁吸收辐射热，改燃高炉煤气后，炉膛内辐射能量减少，过多的水冷壁吸收大量的辐射热能会使得炉内的温度进一步下降，加剧了高炉煤气燃烧的不稳定，因此，敷设卫燃带，降低燃烧区下部炉膛的吸热量，进一步提高燃烧区炉膛温度，改善高炉煤气燃烧的稳定性。增加了卫燃带后，减少了水冷壁的面积，锅炉蒸发量减少，为了保证锅炉的蒸发量，就必然要提高高炉煤气量，提高炉膛的热负荷，但是，高的炉膛热负荷也提高了烟气量和炉膛出口温度，导致过热蒸汽超温和排烟温度升高，锅炉效率下降，因此不可能通过无限制的提高炉膛热负荷来提高锅炉的蒸发量。锅炉改烧高炉煤气后，炉膛内的热交换能力显著下降，对于以炉膛水冷壁作为其全部蒸发受热面的锅炉，如果锅炉的结构不允许做较大的改动，蒸发量必定下降。
4.2 燃烧器改造
对于高炉煤气来讲，动力燃烧即无焰燃烧其火焰长度短、燃烧速度快、强度大、温度高，是一种比较合适的燃烧方式，但因其体积大、以回火、噪音高、负荷调节不灵活，且流道复杂，成本高，实际中采用很少。而采用扩散燃烧不但火焰太长，而且混合不好，燃烧不完全，不适合高炉煤气。实际中大多数采用预混部分空气的燃烧方式，这种形式的燃烧器结构简单、不易回火、负荷调节灵敏，在煤气的热值和空气的预热温度波动的情况下能保持稳定的工作，调节范围宽广，在锅炉最低负荷至最高负荷时，燃烧器都能稳定工作。
燃烧器的布置主要考虑以下几点：火焰应处于炉膛几何中心区域，使火焰尽可能充满炉膛，使炉膛内热量得以均匀分配，受热面的负荷均匀，不会形成局部受热引起内应力增大，防止受热不均匀。对于布置高度，在不影响火焰扩散角的情况下，燃烧器低位布置，有利于增加煤气燃烧时间，保持炉温均匀。
4.3 过热器的改造
改燃高炉煤气后，烟气量增大引起过热蒸汽超温，可以通过适当减少过热器的面积来控制过热蒸汽的温度在规定范围之内。也可以通过增加减温器的调温能力，来控制过热蒸汽的温度。
4.4 增加煤气预热装置
加装煤气预热器一方面可以进一步降低排烟温度，提高锅炉效率，另外一方面，可以增加入炉能量，提高燃烧温度，增强火焰的辐射能力，改善高炉煤气的着火和燃尽条件。研究证明[5]，高炉煤气温度每提高10℃，理论燃烧温度可以高4℃。但是由于高炉煤气的易燃性和有毒性，要求与烟气之间的换热过程严密而不泄露，理论上只能采用分离式热管换热器。
4.5 省煤器的改造
改烧高炉煤气后，排烟温度升高，锅炉蒸发量下降，因此，增加省煤器面积，采用沸腾式省煤器可以提高省煤器的吸热量，降低过高的排烟温度，减小排烟损失，提高锅炉效率。另一方面，高炉煤气锅炉炉内火焰黑度和炉内温度低，故不宜单纯以增加敷设受热面的面积来提高锅炉蒸发量，而采用沸腾式省煤器来弥补锅炉蒸发量的减少，这是提高锅炉出力的有效措施。
4.6 尾部烟道的改造
由于高炉煤气发热量低，惰性气体含量高，因此燃用高炉煤气时，锅炉的烟气量及阻力都讲增加，为此，一般须考虑扩大尾部烟道流通面积降低流动阻力及增加引风机的引风能力。
4.7 燃气安全防爆措施
从安全方面考虑，有必要建立燃气锅炉燃烧系统，包括自动点火、熄火保护、燃烧自动调节、必要的连锁保护方面的自动化控制。同时为了减轻炉膛和烟道在发生爆炸时的破坏程度，燃气锅炉的炉膛和烟道上应设置防爆装置。此外燃气系统应装设放散管，在锅炉房燃气引入口总切断阀入口侧、母管末端、管道和设备的最高点、燃烧器前等处应布置放散点。采取了以上安全措施后，可以确保锅炉处在安全运行之中。
参考文献：
[1]湛志钢，煤粉、高炉煤气混烧对煤粉燃尽性影响的研究[D].[硕士学位论文].武汉：华中科技大学，2004.
[2]姜湘山，燃油燃气锅炉及锅炉房设计[M].北京：机械工业出版社，2003.
[3]范从振，锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，1986.
[4]陈刚、张志国等，稳燃腔煤粉燃烧器试验研究及应用[J].动力工程，1994（12）.
[5]刘景生、王子兵，全燃高炉煤气锅炉的优化设计[J].河北理工学院学报.
这个论文写得很仔细。我看过，是关于燃气锅炉的。借鉴一下，帮助挺大的。
燃气锅炉的发展与经济性比较 摘要： 对三种炉型的比较，得出优选燃气锅炉的结论。 1． 前言 随着社会经济的发展和环保要求的提高，海口市作为海南生态旅游省的省会城市，在能源结构上发生了巨大的变化。建省以前，海口市绝大部分工业企业及居民用户使用煤炭作燃料，有的甚至用木柴作燃料（海南大学学生食堂亘到1998年7月才放弃木柴）。建省后，海南经济迅速发展，民用燃料渐渐被液化石油气或天然气替代，现气化率达95％以上。而工业用燃料除几家大型企业外，亦逐渐被柴油或重油替代。但是2000年以后，三亚崖-l3天然气，东方八所-l天然气和澄迈福山天然气田的开发以及大量的进日液化石油气供应，使海南省的气源不断增加；如何有效利用省内气源，调节冬夏季高低的用气矛盾，减少大气污染，真正把海南建设成为生态省，就应扩大工业用气量。在海南多数工业用户和酒店等公福用户均使用蒸汽锅炉。而燃煤锅炉，对大气的污染和对能源的浪费是惊人的，但它作为一种机械设备在国民经济发展中却又是必不可少的。据海南省技术监督局锅炉处不完全统计，海日市有180余台燃油、燃煤锅炉，要提高海日市大气质量，唯一方法是用燃气锅炉代替燃煤，燃油锅炉，下面对燃气锅炉的发展及经济性进行分析。 2． 锅炉选型的原则 在城区规划，锅炉改造，环境治理等工作中对锅炉台理选型是降低污染，节约能源，合理开支的重要环节。选用锅炉主要应考虑以下原则。 2.1 用户实际对热能的需求量 用户使用锅炉不外乎用蒸汽或热水去制冷、采暖、消毒、洗涤或工艺上加热其他物质，这首先要知道需用多少热水（蒸汽）才能满足需要。一般情况下对工艺需用的蒸汽量，设计院在设计时通过工艺的计算有一个明确的量的要求。对热能的需求量确定之后，选用锅炉时，可按其标准的蒸发量选取。进行选择同时要考虑所选锅炉的适应性，因为燃气燃烧器由于气源不同，其热值、压力均不相同。 2.2 海口环保对锅炉排放的要求 为有效地保护环境，要防止边治理污染边制造污染。锅炉烟气是主要的大气污染源之一，因此我国环境保护局和国家技术监督局于1992年5月发布了《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-91），该标准对原始含尘浓度，锅炉烟尘允许排放浓度及SOX，NOX最高允许排放浓度，分别根据一、二、三类地区对环境保护的不同要求做了详细明确的说明和规定。 燃油锅炉虽然在烟尘排放大大低于燃煤锅炉，但燃油锅炉SOX和NOX排放量却远远高于燃气锅炉。人们在比较燃煤和燃油锅炉时往往忽略了燃油锅炉的SOX和NOX，等到酸雨成灾再考虑脱硫时已晚矣。 所以客观地说，燃气锅炉无论是从环保角度还是从能源利用角度来说都是较为理想的，这主要是由于气体燃料比固体、液体燃料更易充分燃烧，燃烧热效率更高。 2.3 锅炉的设置费用 用户在设置锅炉房时必须考虑锅炉房锅炉设置的经济性，从而使所选用的锅炉既满足上述要求又节省投资费用，主要从以下几个方面考虑： ①锅炉设备费用（机组）； ②为满足锅炉正常运行的配套辅机费用； ③为放置上述设备的土地征用费； ④锅炉房土建投资费用及其他相关费用。 燃煤、油、气三种锅炉在热负荷相同的情况下，燃煤锅炉体积庞大，外加分散式的鼓、引风机、出渣机、除尘器等，还要有储煤厂、堆渣厂，占地面积着实惊人。相对而言燃气锅炉本身体积小，又无需引风机、出渣机、除尘器等辅机设施，连煤场、油罐都没有了，只有一个机具间和主机房，在设置上较为简单，占地最经济。但燃油、燃气锅炉到底在经济上与燃煤锅炉相比要相差多少？我们能否承受，其社会效益又如何？下面我们就以上海某锅炉厂4t/h锅炉中燃煤、燃油和燃气锅炉为例，从锅炉投资、锅炉房设置等几个方结果如表3和图2所示。 2.4 锅炉的运行费用 设置费用是一次性的投资，运行费用则是长时期的消耗。因此在锅炉房筹建、更新、改造中，对运行成本的分析和控制是至关重要的。锅炉的运行费用由三方面构成：（1）锅炉机组的耗电量；（2）燃料消耗量、燃料及废弃物的处理费用；（3）锅炉管理人员，司炉人员的工资费用、日常维修管理费用。 3． 结论 （1）从我国传统的经济角度和能源结构来看，燃煤锅炉由于一次性投资费用较低颇受人们青睬，特别是在煤资源丰富，环保要求不高的区域人们更喜欢选择它。但是在海日煤资源贫乏，煤价并不是很低，故油、气与煤相比有一定竞争能力。人们喜欢煤炉的另一个原因是操作简单。但燃煤锅炉的污染：废渣、废气、废水"三废"俱全，治理亦较困难（特别是脱硫，目前燃煤锅炉的脱硫技术已取得一定成果，但投资费用高，操作过程繁，占地面积大），从社会效益看燃煤锅炉应限制使用。 （2）燃油锅炉的烟尘排放量虽然较低，但其排放的有害NOx、SOx气体是造成"光化学烟雾"和酸雨的罪魁祸首，要象治理燃煤锅炉烟尘排放一样予以治理。 （3）燃气锅炉具有占地面积少、排放污染少的优点，而且锅炉房设置费用并不是最高，天然气使用后燃料价格下降，运行费用比燃油锅炉还低！ （4）通过三种炉型的比较，燃气锅炉不但设置费用和运行费用较低，而且它的社会效益是无法比拟的。天然气是最清洁的燃料，是排放污染最少的燃料，燃气锅炉将是锅炉发展的最终趋势！面进行分析比较。从图1、表2清晰可见，燃煤锅炉不仅在烟尘，废气排放上不受大都市的欢迎，其占地面积亦是相当惊人，在海日这样的城市，土地的价值同样是一笔可观的投资。燃油锅炉和燃气锅炉在锅炉房的设置费用上燃气锅炉还相对便宜一点。
2 accident reason analysis
Analysis of gas boiler room the cause of the accident, there are two possible: boiler ontology explosion, boiler room to explode gas explosion concentration and explosions.
Boiler blast furnace body, because be in, or flue gas mixture in explosive existence, when achieved by fire or explosion limit, boiler heat ignites causing accidents in itself. This point and the national norm of building fire system that conform to the relevant provisions. The actual current boiler product has considered safe production measures to avoid it. Qualified gas boiler itself has the explosion-proof process design, such as burner in abnormal situation automatic stop, self-control device also stop output fuel, Gas boiler combustion system higher automatization, including the gas pressure is high, low limit alarm protection, when the control logic where step does not meet the conditions set start corresponding interlock protection.
Avoid the boiler exploded possibility, but still ontology exist above another possibility, can avoid? How to avoid it?
Three measures
In fact in design, according to the boiler design code "and" automatic fire alarm system design code "GB50116-1998 etc standard, we have taken the following measures:
Natural gas pipelines valves, meter, may occur gas leak place, boiler room may produce gas storage product area [relative density 0.8, it is to be in commonly roof area in these areas], all equipped with combustible gas concentration measurement alarm device, according to combustible gas concentration situation give out sound and light alarm signal and start exhaust fan, when leakage accident concentrations reach explosion limit of the lower limit 50% [this value for reference only], but also immediately close natural air intake duct total intake solenoid valves.
In the boiler room and a natural gas pipeline in and out of the room, the incident, but also with the smoke exhaust fan combustible gas alarm interlocking (start).
Electrical, instrument by cable selection TongXin, not less than 1.5 mm2 minimum section.
Gas radiation tube tube top or the nearby, the lightning rod should be installed above the pipe jacking tip should be not less than 3m, and its scope of protection tube top above not less than 1-m.
Gas pipeline should be static grounding device that, when pipeline as metal materials, and lightning protection or electrical engineering protective grounding wire connected, the measured resistance R more than 4 Ω. In pipe joints, such as the bend, flange, valve and pipe with good place cannot metal contact, also with metal soft line will be both ends jumper.
In the boiler room and a natural gas pipeline in and out of the room door, window take pressure measures.
According to the explosion and fire dangerous environment electrical device design specification "the laws 2.2.2 bar, accord with one of the following conditions may, when the explosion danger area: devin in item 3, in the process of production use fire equipment near, A combination of these several measures can clearly, electrical equipment selection for the explosion.
At the same time according to the explosion and fire dangerous environment electrical device design specification "the laws 2.2.2 bar, accord with one of the following conditions may, when the explosion danger area devin: the first 2 items, and the highest possible flammable explosive chroma does not exceed 10% of the lower limit, Close air intake duct natural total intake solenoid valves, concentration exceed 10% of the lower limit explosion limit, boiler room near the roof area are gas storage product area, so lighting lamps and lanterns and switch choosing is explosion-proof type.
4 conclusion
In gas boiler room electrical design, lighting choose explosion-proof lamps, other part adopts the explosion-proof type.
references
[1] boiler design standard. GB50041-1992.
[2] explosion and fire dangerous environment electrical device design standard. GB50058-1992.
[3] the code for fire protection design of buildings. GB50016-2006.
[4] automatic fire alarm system design standard. GB50116-1998.
zl209机械性能？中国是黄磷生产大国,磷资源居世界第二位,黄磷生产已有60多年的历史,黄磷是重要的化工原料,其用途十分广泛,它在国民经济中占有重要地位。2007年我国黄磷产量约75万吨,按照生产1吨黄磷副产尾气2500～3000 Nm3计算,产生的黄磷尾气量大约19-22亿Nm3。黄磷尾气对大气污染严重,国家和地方已出台严格的限制政策,对现有或新建的黄磷企业提出必须有黄磷尾气综合利用装置的要求。 黄磷尾气的综合利用是黄磷行业走可持续发展道路的重要途径,而其综合利用最直接最经济的方法就是将其作为燃气使用(含C085%-95v/v%),但是目前存在的难题是黄磷尾气对锅炉材料的腐蚀破坏问题。本论文从黄磷尾气在燃烧过程中对材料的腐蚀入手,进行了现场挂片腐蚀试验和实验室腐蚀试验。初步研究了腐蚀原因及机理,提出避免腐蚀的选材方案,为黄磷尾气燃气锅炉的开发研制提供实验和应用依据。主要研究内容和结论如下： 现场挂片腐蚀试验： 在黄磷尾气燃气热水炉中采用现场挂片腐蚀试验,试验表明常用锅炉材料在黄磷尾气燃气气氛中腐蚀严重,腐蚀后试验材料机械性能发生明显损失,分析证明黄磷尾气含磷介质及其燃烧产物的存在是材料腐蚀的主要原因之一。 分析比较了不同类试验材料在现场黄磷尾气燃烧气氛中的腐蚀情况。第一类试验材料普通锅炉用钢及中低压容器用钢20g、20G、16MnR在黄磷尾气燃烧气氛中腐蚀严重,腐蚀后试验材料机械性能发生明显损失,不宜作黄磷尾气燃气锅炉用钢;第二类试验材料1Cr18Ni9Ti、ZL209G、合金2有较好的耐腐蚀性能;第三类试验材料超音速喷涂非晶粉+基体1Cr18Ni9Ti、非晶粉+基体20g表现优良的耐腐蚀能力。从耐腐蚀性能和经济性角度综合考虑,超音速陶瓷喷涂普通锅炉材料可有效的防治此类腐蚀。 实验室腐蚀试验： 设计制作了一套高温腐蚀试验装置,该装置优点是耐腐蚀性好,运行稳定可靠。 对20g、20G、16MnR电化学曲线测量,结果表明磷酸溶液介质中三种试验材料腐蚀严重,耐磷酸腐蚀性较差。其中16MnR腐蚀速度是20g、20G的三倍以上。 采用试验室腐蚀试验方法,向试验装置内滴加磷酸。在低温时(300℃),由XRD分析,试验腐蚀产物主要是磷酸铁FePO4;在高温时(700℃),试验腐蚀产物主要是磷酸铁Fe(PO3)3、Fe(PO3)2、FePO4等。扫描电镜观察可见,腐蚀产物微观结构多呈蜂窝状正六边形管状结构,尺寸大小不一。 对磷酸加热分解进行了研究分析,磷酸分解产物主要有偏磷酸(HPO3)n、焦磷酸H4P207等。常压富含水蒸气状态下磷酸露点腐蚀温度为250℃～300℃之间,提高受热管外壁温度可避免磷酸露点腐蚀。 论文在以下几个方面取得了一些创新成果：1)设计制作了一套高温腐蚀试验装置,该装置的优点是耐腐蚀性好,运行稳定可靠。2)提出磷酸露点腐蚀概念,得出常压富含水蒸气状态下磷酸露点温度在250℃～300℃之间。3)提出超音速喷涂普通锅炉材料作黄磷尾气燃气锅炉材料的选材方案。…
