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1、(10)申请公布号 CN 103148502 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103148502 A *CN103148502A* (21)申请号 201110401041.8 (22)申请日 2011.12.06 F23L 15/00(2006.01) (71)申请人 攀钢集团西昌钢钒有限公司 地址 615032 四川省凉山彝族自治州西昌市 经久工业园区 (72)发明人 童伟 肖志军 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 王浩然 周建秋 (54) 发明名称 一种减轻锅炉预热器的腐蚀的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种减轻锅炉预热器腐。
2、蚀的方 法， 其中， 所述锅炉预热器设置于锅炉的烟气通道 中并且用于利用锅炉的烟气的热量来预热通入所 述锅炉的助燃空气 ； 其特征在于， 该方法包括 ： 根 据所述锅炉预热器的受热面的壁面最冷点的温 度， 控制通入所述锅炉预热器的助燃空气的温度， 以使所述锅炉预热器的受热面的壁面最冷点的温 度高于所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露 点， 所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露点 是指所述硫氧化物和 / 或氮氧化物遇水从气相开 始形成液滴的温度。 通过上述技术方案， 有效地了 减轻锅炉预热器的腐蚀， 从而可以延长整个锅炉 装置的使用寿命。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明。
3、书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103148502 A CN 103148502 A *CN103148502A* 1/1 页 2 1. 一种减轻锅炉预热器的腐蚀的方法， 其中， 所述锅炉预热器设置于锅炉的烟气通道 中并且用于利用锅炉的烟气的热量来预热通入所述锅炉的助燃空气 ； 其特征在于， 该方法 包括 ： 根据所述锅炉预热器的受热面的最冷点的温度， 控制通入所述锅炉预热器的助燃空 气的温度， 以使所述锅炉预热器的受热面的最冷点的温度高于所述烟气中硫氧化物和 / 或 氮氧化物。
4、的露点， 所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露点是指所述硫氧化物和 / 或氮 氧化物遇水从气相开始形成液滴的温度。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露点为 70-82.3。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法， 其中， 控制通入所述锅炉预热器的助燃空气的温 度， 以使所述锅炉预热器的受热面的最冷点的温度比所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物 的露点高 5-10。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其中， 通入所述锅炉预热器的助燃空气的温度为 90-100。 5.根据权利要求1、 2和4中任意一项所述的方法， 其中， 升高通入所。
5、述锅炉预热器的助 燃空气的温度通过将所述助燃空气与所述锅炉产生的蒸汽之间进行换热来实现。 6. 根据权利要求 5 所述的方法， 其中， 用于进行所述换热的所述锅炉产生的蒸汽为经 过汽轮机发电后产生的废蒸汽。 7. 根据权利要求 5 所述的方法， 其中， 通过增加或减少进行所述换热的蒸汽的流量， 来 控制所述通入所述锅炉预热器的助燃空气的温度。 8. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述锅炉的燃料为含有冶金煤气的燃料。 权 利 要 求 书 CN 103148502 A 2 1/4 页 3 一种减轻锅炉预热器的腐蚀的方法 技术领域 0001 本发明涉及热能领域， 具体地， 涉及一种减轻锅炉。
6、预热器的的腐蚀的方法。 背景技术 0002 锅炉是指利用各种燃料的化学能， 将所盛装的液体加热到一定的参数， 并对外输 出热能的设备。 广泛使用的锅炉燃料包括煤粉、 煤气(例如冶金煤气)和原油等。 冶金煤气 是指在冶金过程， 特别是钢铁冶金过程中产生的含有一氧化碳的可燃气体， 例如高炉煤气、 转炉煤气、 焦炉煤气和发生炉煤气等。冶金煤气的热值一般为 2-20MJ/m3， 可以用于燃烧产 生蒸汽以推动蒸汽轮机进行发电。锅炉燃料的燃烧不可避免地产生大量的烟气， 所述烟气 仍然具有较高的温度， 可以在锅炉的烟气通道中设置锅炉预热器， 并且利用锅炉的烟气的 热量来预热通入所述锅炉的助燃空气， 以利于锅。
7、炉燃料的燃烧。 0003 但是， 锅炉预热器极易发生腐蚀， 从而使预热器中的助燃空气泄露到烟气通道中， 进一步降低了锅炉燃烧的效率和锅炉的使用寿命。 发明内容 0004 本发明的目的是克服锅炉预热器极易发生腐蚀的缺陷， 进而提高锅炉燃烧的效率 和锅炉的使用寿命。 0005 本发明的发明人发现， 如果将助燃空气在进入锅炉预热器之前加热至一定温度， 使得锅炉预热器的受热面的温度高于含有水以及硫氧化物和 / 或氮氧化物的酸性气体的 露点， 从而可以使得含有水以及硫氧化物和 / 或氮氧化物的酸性气体与锅炉预热器的受热 面的接触机会大大减少， 由此可以大大减轻锅炉预热器的受热面的腐蚀， 即得到了本发明 。
8、的技术方案。 0006 为了实现上述目的， 本发明提供一种减轻锅炉预热器的腐蚀的方法， 其中， 所述锅 炉预热器设置于锅炉的烟气通道中并且用于利用锅炉的烟气的热量来预热通入所述锅炉 的助燃空气 ； 其特征在于， 该方法包括 ： 根据所述锅炉预热器的受热面的最冷点的温度， 控 制通入所述锅炉预热器的助燃空气的温度， 以使所述锅炉预热器的受热面的最冷点的温度 高于所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露点， 所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的 露点是指所述硫氧化物和 / 或氮氧化物遇水从气相开始形成液滴的温度。 0007 通过上述技术方案， 有效地了减轻锅炉预热器的腐蚀， 从而可以延长整个锅炉。
9、装 置的使用寿命。 0008 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 0009 图 1 表示用于实现本发明的方法的一种实施方式的系统。 0010 附图标记说明 0011 说 明 书 CN 103148502 A 3 2/4 页 4 具体实施方式 0012 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明， 并不用于限制本发明。 0013 本发明提供了一种减轻锅炉预热器的腐蚀的方法， 其中， 所述锅炉预热器设置于 锅炉的烟气通道中并且用于利用锅炉的烟气的热量来预热通入所述锅炉的助燃空气 ； 其特 征。
10、在于， 该方法包括 ： 根据所述锅炉预热器的受热面的最冷点的温度， 控制通入所述锅炉预 热器的助燃空气的温度， 以使所述锅炉预热器的受热面的最冷点的温度高于所述烟气中硫 氧化物和 / 或氮氧化物的露点， 所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露点是指所述硫氧 化物和 / 或氮氧化物遇水从气相开始形成液滴的温度， 即通常所说的烟气的 “酸露点” 温 度， 其测量和 / 或计算方法是本领域公知的， 例如文献 ( 贾明生等， 烟气酸露点温度的影响 因素及其计算方法， 工业锅炉， 2003 年第 6 期 ) 中所述的方法。 0014 其中， 所述锅炉预热器的受热面是指所述锅炉预热器接触锅炉的烟气的面。。
11、所述 锅炉预热器的受热面的最冷点可以通过常规的测温方法确定， 通常对应于所述助燃空气进 入所述锅炉预热器的入口位置。 0015 根据本发明的方法， 其中， 所述硫氧化物可以为二氧化硫和 / 或三氧化硫 ； 所述 氮氧化物可以含有一氧化氮、 三氧化二氮、 二氧化氮、 四氧化二氮和五氧化二氮中的至少一 种。所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露点是指所述硫氧化物和 / 或氮氧化物遇水从 气相开始形成液滴的温度。典型地， 所述硫氧化物来源于燃料中 ( 如焦炉煤气 ) 中的 H2S。 焦炉煤气中 H2S 的含量为 2000-4000mg/m3左右。所述硫氧化物和 / 或氮氧化物遇水形成 的液滴中， 。
12、pH 值为 1-3。通常情况下， 所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露点可以为 70-82.3左右。 0016 根据本发明的方法， 其中， 优选情况下， 控制通入所述锅炉预热器的助燃空气的温 度， 以使所述锅炉预热器的受热面的最冷点的温度比所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物 的露点高 5-10。在该优选情况下， 可以进一步减轻锅炉预热器的腐蚀。 0017 根据本发明的方法， 其中， 优选情况下， 通入所述锅炉预热器的助燃空气的温度为 90-100。在该优选情况下， 通入所述锅炉预热器的助燃空气可以进一步减轻锅炉预热器 的腐蚀， 还可以充分吸收锅炉的烟气的热量。 0018 根据本发明的方法。
13、， 其中， 可以通过常规的方法和装置控制通入所述锅炉预热器 的助燃空气的温度， 例如， 可以通过在助燃空气通入所述锅炉预热器之前进行加热。 说 明 书 CN 103148502 A 4 3/4 页 5 0019 其中， 优选情况下， 所述升高通入所述锅炉预热器的助燃空气的温度通过将所述 助燃空气与所述锅炉产生的蒸汽之间进行换热来实现。 0020 其中， 所述锅炉产生的蒸汽可以为所述锅炉产生的新鲜蒸汽， 也可以为所述锅炉 产生的新鲜蒸汽经过使用后产生的废蒸汽， 为了进一步提高锅炉燃料的利用效率， 优选情 况下， 用于进行所述换热的所述锅炉产生的蒸汽为经过汽轮机发电后产生的废蒸汽。 0021 根据。
14、本发明的方法， 其中， 还可以进一步通过调节加热所用的放热介质的温度和 / 或用量来达到所需的加热效果， 为了更方便的进行控制， 简化控制装置和流程， 优选情况 下， 通过增加或减少进行所述换热的蒸汽的流量， 来控制所述通入所述锅炉预热器的助燃 空气的温度。 0022 根据本发明的方法， 其中， 所述锅炉的燃料可以为常规使用的各种燃料， 例如碎 煤、 煤粉、 水煤浆和煤气中的至少一种， 本发明的方法特别适合于以冶金煤气为燃料的锅炉 系统， 因而根据本发明的一种优选实施方式， 所述锅炉的燃料为含有冶金煤气的燃料。 0023 所述冶金煤气是指在冶金过程， 特别是钢铁冶金过程中产生的含有一氧化碳的 。
15、可燃气体， 例如高炉煤气、 转炉煤气、 焦炉煤气和发生炉煤气等。冶金煤气的热值一般为 2-20MJ/m3。 0024 根据本发明的特别优选的一种优选实施方式， 本发明的方法通过如图 1 所示的系 统实现。其中， 管道 1 通入锅炉 2 的水在锅炉 2 中被加热为蒸汽且通过管道 3 导出并用于 汽轮机 18 的发电， 得到用于汽轮机 18 发电后的废蒸汽。 0025 用于汽轮机 18 发电后的废蒸汽通过阀门 9 后进入换热器 11 中， 送风机 13 将助燃 空气送入换热器11中， 用于汽轮机18发电后的废蒸汽与助燃空气换热后， 废蒸汽经管道12 导出 ； 换热后的助燃空气经管道 10 进入设置。
16、于烟道 4 内的锅炉预热器 5 中进行预热。其 中， 在锅炉预热器 5 中的换热后的助燃空气与烟道 4 中的烟气形成逆流导热接触。 0026 助燃空气在锅炉预热器 5 中预热后通过管道 6 与管道 8 中的冶金煤气混合后通入 锅炉 2 中燃烧以提供热量并产生烟气， 烟气经烟道 4 导出并进入锅炉预热器 5 以预热助燃 空气。烟道 4 中的烟气与锅炉预热器 5 中的助燃空气换热后， 经管道 7 导出。 0027 根据锅炉预热器5的受热面的最冷点的温度， 调节阀门9， 从而调节进入换热器11 的用于汽轮机发电后的废蒸汽的量， 以控制通入锅炉预热器 5 的助燃空气的温度， 以使锅 炉预热器 5 的受。
17、热面的最冷点的温度高于所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露点。 0028 具体地， 可以通过温度计 14 测得锅炉预热器 5 的受热面的最冷点的温度， 并通过 温度输入器 16 将锅炉预热器 5 的受热面的最冷点的温度输入计算机 17， 计算机 17 向控制 器 15 发出控制指令， 控制器 15 调节阀门 9。 0029 以下实施例将对本发明做进一步的说明， 其中烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的 露点是根据文献 ( 贾明生等， 烟气酸露点温度的影响因素及其计算方法， 工业锅炉， 2003 年 第 6 期 ) 中公式 1 计算得到的。最冷点是助燃空气由管道 10 进入锅炉预热器 5 的入。
18、口位 置。 0030 实施例 1 0031 采用图 1 所示的系统， 管道 1 通入锅炉 2 的水 ( 约 215 ) 在锅炉 2 中被加热为蒸 汽(9.8MPa， 535)且通过管道3导出并用于汽轮机18发电， 得到用于汽轮机18发电后的 蒸汽 (0.9MPa， 310 )。 说 明 书 CN 103148502 A 5 4/4 页 6 0032 用于汽轮机 18 发电后的废蒸汽通过阀门 9 后进入换热器 11 中， 送风机 13 将助燃 空气 ( 约 15 ) 以 110000Nm3/h 的流量送入换热器 11 中， 用于汽轮机 18 发电后的废蒸汽 与助燃空气换热后， 经管道 12 导出。
19、 ； 换热后的助燃空气 (90-100 ) 经管道 10 进入设置于 烟道 4 内的锅炉预热器 5 中。在锅炉预热器 5 中的换热后的助燃空气与烟道 4 中的烟气形 成逆流导热接触， 即烟道 4 中的烟气从锅炉预热器 5 的临近出口的换热面流向临近入口的 换热面。 0033 助燃空气在锅炉预热器 5 中预热至 330左右后与管道 8 中的冶金煤气 (35 ) 混合后通入锅炉 2 中燃烧以提供热量并产生烟气 (950左右， 烟气中硫氧化物和 / 或氮氧 化物的露点为 82.3 )， 烟气经烟道 4 导入到锅炉预热器 5 中以预热助燃空气。烟道 4 中 的烟气与锅炉预热器5中的助燃空气换热后， 温。
20、度为100左右(高于或等于换热后的助燃 空气的温度 )， 经管道 7 导出。 0034 根据锅炉预热器5的受热面的最冷点的温度， 调节阀门9， 从而调节进入换热器11 的用于汽轮机发电后的废蒸汽的量， 以控制通入锅炉预热器 5 的助燃空气的温度， 以使锅 炉预热器 5 的受热面的最冷点的温度高于所述烟气中硫氧化物和 / 或氮氧化物的露点。 0035 锅炉运行过程中， 通过温度计 14 测得锅炉预热器 5 的受热面的最冷点的温度， 并 通过温度输入器 16 将锅炉预热器 5 的受热面的最冷点的温度输入计算机 17， 计算机 17 向 控制器 15 发出控制指令， 控制器 15 调节阀门 9， 使。
21、废蒸汽的流量为 1.8-2.4t/h， 使得锅炉 预热器 5 受热面最冷点的温度为 88-95。 0036 对比例 1 0037 按照与实施例 1 相同的方法运行， 不同的是， 送风机 13 将助燃空气 ( 约 15 ) 直 接送入锅炉预热器 5 中。 0038 测试实施例 1 0039 分别按照实施例 1 和对比例 1 的方法运行 1 个月后， 对锅炉预热器 5 的受热面的 腐蚀程度进行测试， 结果如表 1 所示。 0040 表 1 0041 实施例编号 锅炉预热器 5 的受热面的腐蚀程度 实施例 1 无穿孔， 无腐蚀斑 对比例 1 有穿孔， 有腐蚀斑 0042 以上结合附图详细描述了本发明。
22、的优选实施方式， 但是， 本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节， 在本发明的技术构思范围内， 可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型， 这些简单变型均属于本发明的保护范围。 0043 另外需要说明的是， 在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征， 在不矛 盾的情况下， 可以通过任何合适的方式进行组合， 为了避免不必要的重复， 本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。 0044 此外， 本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合， 只要其不违背本 发明的思想， 其同样应当视为本发明所公开的内容。 说 明 书 CN 103148502 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103148502 A 7 。