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1、全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网第十一届年会协奇崔 暨第三届中国循环流化床燃烧理论与技术学术会议汜义果研究与综述火电厂烟气酸露点的研究综述向柏祥杨海瑞张缦张海吕俊复(清华大学热能工程系，热能工程研究所，北京100084)摘要：电站锅炉的最大热损失是排烟热损失，约占50以上，排烟温度每提高1520C锅炉的热 效率大约降低1左右，因而降低排烟温度，减少排烟热损失，对于提高锅炉效率进而提高电厂总发电效 率有重要作用【l】。然而如果排烟温度过低，甚至低于烟气的酸露点则不仅造成锅炉尾部烟道金属受热面 的严重腐蚀，甚至烟气中的飞灰跟结露的酸液形成粘稠物，造成空气预热器阻塞。酸露点指烟气中的氧 化硫
2、与水蒸汽结合形成的硫酸蒸汽刚刚开始凝结时的温度2】。考虑到酸露点不仅关系到锅炉厂的设计以 及安全运行，更是对电站锅炉的节能减排工作有重要的意义，因而锅炉烟气酸露点的影响因素和计算方 法的研究，已经成为国内外很多专家、学者以及研究机构的热门课题。目前常用的酸露点计算方法包括，前苏联1973年锅炉机组热力计算标准方法经验公式、穆勒曲 线拟合公式、Hal stead曲线拟合公式、AG0kkes公式、美国Verhoff&Branchero估算公式、日本电 力研究所估算公式、合实验常数的估算公式、HaaseBorgmann估算公式以及Bapahoba公式等。正文 部分首先对酸露点、酸露点的影响因素等进行
3、介绍，然后对以上酸露点计算公式一一介绍，并对所有方 法进行分析对比，最后提出作者的观点和想法。关键词：酸露点；三氧化硫；水蒸气；计算方法Review of calculation methods of acid dew point of flue gasXlANG BaixiangLV JunfuYang Hairui(Department of Thermal Engineering，Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract：Heat loss of flue gas is the maximum heat loss ofpower
4、plant boilers，accounting for about 50The thermal efficiency ofboilers decreased about 1，when the temperature offlue gas is increased every 1520 And so，reducing the temperature of flue gases and the heat loss of flue gases is playing important role inimproving the thermal efficiency of boilers and th
5、e total efficiency of power plant1However,if the temperature of flue gas is too low,even lower than the acid dew point of flue gas，not only is the metal heatingsurface of the rear of the boilers corroded and even the fly ash of the flue gas and acid liquor combine to form viscous material to obstruc
6、t the air preheater111e acid dew point is the temperature when the acid vapor which is formed by sulfur oxides and vapor of flue gases just starts to condense with the decreasing temperature of fluegases【2】111e Study of the impact factors and the calculation methods of flue gases has become a hot to
7、pic for many domestic and foreign experts，scholars and research institutions，be虻ause acid dew po谳is not only related to the design work and safe operation of boilers，also playing an important role in the energy conservation ofpower plantNow,the acid dew point calculation methods include the thermody
8、namic calculation standard method of the boiler unit of the former Soviet Union in 1 973，the fitting formula of Muller curve，the fitting formula of Halstead curve，AGOkkes formula,VelThoffBranchero estimation formula,the estimation formula of Japanese Institute of power,the estimation formula contain
9、ing experimental constantHaase&Borgmann estimation formula and Bapahoba formula and SO onNext，this paper will introduce the impact factors of acid dew point and analysis and compare the calculation methods of acid dew pohat which have been mentioned全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网第十一届年会诊寸焦 暨第三届中国循环流化床燃烧理论与技术学术会
10、议禾研究与综述aboveFinally,the author will give his views and ideas about this fieldKey words：acid dew point；S03；H20；calculation methods1酸露点简介电站锅炉的最大热损失为排烟热损失，一般能占锅炉总热损失的50以上，因而降低锅炉的排烟热 损失，对于提高锅炉效率，进而提高电厂总发电效率有着重要作用。然而由于燃煤中含有一定量的有s 元素，所以锅炉烟气中含有S02，在高温条件下，约有0255的二氧化硫会氧化生成三氧化硫，与烟气中水蒸汽结合生成H：s04，如果排烟温度过低，造成烟气温
11、度低于酸露点，即在一定的压力条件下， 硫酸蒸汽刚刚开始揭露的温度便会开始凝结的烟气温度，从而生成酸液【1，3】。酸液不仅会对锅炉尾部烟 道金属受热面造成腐蚀，一旦空气预热器遭腐蚀洞穿，热空气的温度将严重下降；而且烟气中凝结的酸 液和受热面上的积灰发生化学反应，引起积灰硬化，逐渐积累直至堵灰。堵灰将导致烟道阻力增大，迫 使引风机出力下降，致使炉膛内燃烧条件恶化f4】。酸露点不仅关系到电站锅炉的设计和安全运行，更是 对电厂的节能减排工作提供依据，因而锅炉烟气酸露点的影响因素和计算方法的研究已经成为国内外许 多专家、学者以及研究机构的热门课题。2酸露点影响因素酸露点影响因素众多，影响过程复杂，包括燃
12、料种类、燃料含硫量、燃烧方式、过量空气系数以及 烟气中水蒸气、飞灰和锅炉受热面结构等都被认为与酸露点值有关。此外还有像烟气的压力、烟气在炉 膛内停留时间、炉膛内温度场分布不均等因素也能影响烟气的酸露点值【5】。但对烟气酸露点值影响最明显的因素是S03以及H20的含量【37】。 21 S03对烟气酸露点的影响211 S03对烟气酸露点的影响烟气中S02的含量虽然远远高于S03，但对烟气酸露点的影响却远远小于S03，在很大浓度变化范 围内，露点值波动不会超过lK，因而一般情况下可以忽略。烟气中S03含量尽管很小，通常只有l50ppm 左右，但对烟气酸露点的影响非常显著，在同样的水蒸气分压下，酸露点
13、能由4665提高到110-1608，这主要是因为烟气接近露点温度时，S03几乎完全溶解于水蒸汽，当X=I时，硫酸蒸汽的分压PH2S04就等于S03的分压Ps03硫，图2给出了烟气中S03转变为硫酸蒸汽的分额随温度的变化关系【4】：油 恶意嬲鬻赞裂撬纛蹴鲶箍鬃慨的情况下硫酸蒸汽?，s03转变为硫酸蒸汽的份额与温度的芙系浓度与烟气露点值的关系图2【8】：图1270全皂电力行半CFB机组技术】交流服务协作网第十一届年会诊寸焦暨第三届中国循环流化床燃烧理论与技术学术会议比人禾研究与综述锵茹 嚎 簸分瓣 氏!镧黪曩19lit)期的辨唧姻坍壤聊图2硫酸蒸汽的浓度与酸露点值的关系2。L 2烟气中S03含量的
14、影响因素 烟气中S03的含量影响因素很多，包括燃料种类、燃料的含硫量、燃烧方式、过量空气系数以及温度等，但总的来讲，S03的形成主要由以下几种方式【81燃烧反应S02+【0】S03该反应属于可逆放热反应，在锅炉的燃烧温度范围内，温度越高，通入的过量空气越多，对原子氧 的形成越有利，使S02转变成S03的份额越大。相反，如果燃烧不良或通入锅炉的空气越少，使得煤粉 颗粒燃烧不完全，生成的CO或炭黑还会还原S03，此外，炭黑还有吸附S03的作用，反应关系式如下：S03+【C】S02+C0S03+COS02+C02催化反应2s02+02J2S03或S02+02苎塑L603+O烟气中S02在催化剂的作用
15、下，也能发生催化反应生成S03，其中催化剂主要是灰中的V205和 Fe203，催化反应的主要温度范围425625，在该温度范围内，温度越高催化反应越快，但S02的转 化率越低；相反，温度越低催化反应越慢，但S02的转化率越高。当烟气湿度在550C左右时，S03的 生成量达到最大值，但由于烟气速度一般都很高，因而S02通过催化反应生成的S03份额比较少【8】。硫酸盐的分解烟气中的一些碱金属硫酸盐在高温条件下发生分解反应，从而产生S03，但由于燃煤中此类碱金属 硫酸盐的含量通常比较少，因而通过分解反应生成的S03份额也比较少。22 H20对烟气酸露点的影响对于纯的水蒸气而言，水蒸气含量增加，露点增加，但露点变化范围不大。但是由于烟气中含有S03， 能溶于水蒸汽形成硫酸蒸汽，因而烟气中水蒸气含量的变化转变为硫酸蒸汽浓度的大小，从而影响烟气 酸露点值【3l。在其他因素一定的条件下，则水蒸气含量对烟气酸露点的影响关系如图3所示IS3；271全国
