CN105572028A - 一种模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温气体腐蚀试验，具体地说是一种模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，包括顺序相连的储气瓶、质量流量控制器、气体混合器、石英管和尾气处理装置，所述石英管安装在串联连接的低温管式炉和高温管式炉中，所述石英管的输入端与气体混合器相连，输出端与尾气处理装置相连，所述石英管的中部通过水引入管与微量注射水泵相连，所述石英管内设有石英支架，所述石英支架上设置试样片，既能预热模拟烟气，保持稳定试验温度，又能模拟各种复杂气氛的高温气体腐蚀试验。

Description

一种模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置

技术领域

本发明涉及一种高温气体腐蚀试验，具体地说是一种模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置。

背景技术

燃煤电站锅炉受热面的高温腐蚀的直接危害是使管壁减薄，造成锅炉管道泄漏爆管事故，给电厂造成较大的经济损失。随着近年来国家对锅炉氮氧化物污染物排放标准的日趋严格，低氮燃烧技术得到了广泛应用。但是由于该技术采用了空气分级燃烧技术，在炉膛局部区域实现低氧燃烧，导致该区域的水冷壁易于产生还原性高温腐蚀，从而加速管壁的腐蚀。

在实验室模拟高温气体腐蚀试验是减少和控制腐蚀产生的重要方法。在实验室模仿锅炉水冷壁的温度条件和炉膛气氛条件，采用锅炉水冷壁用钢作为试样材质，尽可能的接近锅炉水冷壁的实际工作条件以达到模仿的效果。总的来说，实验室模拟高温气体腐蚀试验丰富和完善了锅炉受热面腐蚀的研究手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，既能预热模拟烟气，保持稳定试验温度，又能模拟各种复杂气氛的高温气体腐蚀试验。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，包括顺序相连的储气瓶、质量流量控制器、气体混合器、石英管和尾气处理装置，所述石英管安装在串联连接的低温管式炉和高温管式炉中，所述石英管的输入端与气体混合器相连，输出端与尾气处理装置相连，所述石英管的中部通过水引入管与微量注射水泵相连，所述石英管内设有石英支架，所述石英支架上设置试样片。

进一步地，所述石英管的进口端封闭，进口端面上接有气体引入管，所述气体引入管前端连接气体混合器，所述石英管的出口端为开口，配有气体引出管的塞子，所述气体引出管连接尾气处理装置。

进一步地，所述储气瓶与质量流量控制器各设三个，三个储气瓶分别装有氮气、氧气和二氧化碳混合气、二氧化硫或硫化氢，三个储气瓶分别对应三个质量流量控制器。

进一步地，所述质量流量控制器旁加设流量显示仪，用以调节流量大小。

进一步地，所述低温管式炉温度范围为常温至300度，所述高温管式炉温度范围为常温至800度。

进一步地，所述试样片以及石英支架置于高温管式炉内的石英管段。

进一步地，所述石英支架侧截面呈半圆形，中间设有两根石英棒用于固定试样片。

高温气体腐蚀试验系统装置包括使用一个低温管式炉和一个高温管式炉串联连接，达到更稳定地控制试验温度的效果。模拟腐蚀气体进入低温管式炉段石英管后，进行充分预热，然后进入高温管式炉段石英管内，试样片在模拟氧化或还原气氛中发生腐蚀反应。石英管中部通过水引入管与一微量注射水泵相连，与已均匀混合并预热的模拟腐蚀气体进行混合，直接进入高温管式炉段石英管内，精确的模拟了锅炉内的烟气气氛，保证了试样片腐蚀的模拟过程贴近真实情况。除此之外，腐蚀试验能通过调节注水量来测试水汽在高温气体腐蚀过程中的影响，丰富了试验研究的多样性。一气体混合器，输入端与质量流量控制器相连，输出端与石英管固定输入端段相连。气体混合器使得多种气体在进入石英管前均匀混合，保证模拟烟气气氛的稳定性。

本发明采用上述改进措施，效果是：1、预热模拟烟气，稳定控制试验温度。本发明采用低温管式炉和高温管式炉串联连接，在控制试验温度保持稳定之外，能够让混合腐蚀气体在低温管式炉段石英管内被充分加热后进入高温管式炉段石英管，与试样片发生反应，模拟了电站锅炉内的受热面腐蚀情况。

2、应用广泛。本发明采用微量注射水泵，在混合模拟烟气气氛中加入水汽，能够真实模拟电站锅炉中的腐蚀气氛；也可以通过调节注水量研究水汽在腐蚀过程中的影响。

3、装置结构简单。本发明采用的装置结构在变化气氛以及调节试验温度方面操作简易。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中石英支架的俯视图；

图3为图1中石英支架的侧面剖视图。

图中：1是储气瓶，2是质量流量控制器，3是气体混合器，4是流量显示仪，5是微量注射水泵，6是低温管式炉，7是高温管式炉，8是石英管，9是石英支架，10是试样片，11是尾气处理装置，12是气体引入管，13是气体引出管，14是水引入管。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例：参照图1至3，一种模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，包括顺序相连的储气瓶1、质量流量控制器2、气体混合器3、石英管4和尾气处理装置11，其中储气瓶1与质量流量控制器2各设三个，三个储气瓶一个装氮气、一个装氧气和二氧化碳混合气、另外一个装有二氧化硫（氧化气氛）或硫化氢（还原气氛），三个储气瓶分别对应连接三个质量流量控制器2，质量流量控制器2旁加设流量显示仪4，用以调节流量大小。该装置还包括一个开启式可编程低温管式炉6和一个开启式可编程高温管式炉7，两者串联连接，石英管8安装在这两个开启式可编程管式炉中，石英管8的进口端封闭，进口端面上接有气体引入管12，该气体引入管12与气体混合器3相连，石英管8的出口端为开口，配有气体引出管13的塞子，气体引出管13与尾气处理装置11相连，石英管8中部通过水引入管14与微量注射水泵5相连，石英管8内设有石英支架9，试样片10置于石英支架9上，试样片10以及石英支架9置于高温管式炉7内的石英管段。所述石英支架9侧截面呈半圆形，中间设有两根石英棒用于固定试样片10。

其中低温管式炉6温度范围为常温至300度，所述高温管式炉7温度范围为常温至800度。

本发明的工作过程如下：

实验开始时，开启低温管式炉和高温管式炉，低温管式炉温度低于高温管式炉，将试样片放置到高温管式炉内的石英管段中。然后通过储气瓶充入各气体，各气体经由气体管路到达质量流量控制器。通过质量流量控制器控制各气体的组分，再进入气体混合器内进行混合。各气体按组分均匀混合后进入石英管内加热。微量注射泵通过石英管中部的水引入管注入一定组分的水与混合均匀并已加热的气体混合，进入高温管式炉部分的石英管内，与放置在石英支架上的试样片进行反应。反应完的混合腐蚀气体沿石英管输出端进入尾气处理装置，净化后排放到大气中。

以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，其特征在于，包括顺序相连的储气瓶、质量流量控制器、气体混合器、石英管和尾气处理装置，所述石英管安装在串联连接的低温管式炉和高温管式炉中，所述石英管的输入端与气体混合器相连，输出端与尾气处理装置相连，所述石英管的中部通过水引入管与微量注射水泵相连，所述石英管内设有石英支架，所述石英支架上设置试样片。

2.根据权利要求1所述的模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，其特征在于，所述石英管的进口端封闭，进口端面上接有气体引入管，所述气体引入管前端连接气体混合器，所述石英管的出口端为开口，配有气体引出管的塞子，所述气体引出管连接尾气处理装置。

3.根据权利要求1所述的模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，其特征在于，所述储气瓶与质量流量控制器各设三个，三个储气瓶分别装有氮气、氧气和二氧化碳混合气、二氧化硫或硫化氢，三个储气瓶分别对应三个质量流量控制器。

4.根据权利要求3所述的模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，其特征在于，所述质量流量控制器旁加设流量显示仪，用以调节流量大小。

5.根据权利要求1所述的模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，其特征在于，所述低温管式炉温度范围为常温至300度，所述高温管式炉温度范围为常温至800度。

6.根据权利要求1所述的模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，其特征在于，所述试样片以及石英支架置于高温管式炉内的石英管段。

7.根据权利要求6所述的模拟锅炉高温烟气腐蚀试验装置，其特征在于，所述石英支架侧截面呈半圆形，中间设有两根石英棒用于固定试样片。