一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法技术

本发明专利技术公开了一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法，包括通过响应面法操作以下步骤：S1.确定腐蚀的主要因素和响应值；S2.建立响应面模型；S3.通过单因素实验获得各水平响应值；S4.评估响应面模型系数，评估单因素实验数据准确性；S5.分析响应值贡献的主要因素，获得各主要因素与响应值之间的显著性关系。本发明专利技术确定影响余热锅炉钢腐蚀的主要因素，从而制定适用的防腐蚀方法。

【技术实现步骤摘要】
一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法
本专利技术涉及高温腐蚀的防治技术，更具体地说，涉及一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法。
技术介绍
煤气-燃气联合循环机组，一般采用高炉煤气(前有湿法除尘处理)作燃料。近年来由于其设备上的余热锅炉多次发生高压蒸发器、高压省煤器的爆管漏水事故，同时在烟气侧发现不同模块的受热面均有不同程度积垢积灰现象，目前具体原因尚不明确。另外，类似的腐蚀现象在燃机相关设备上也有出现。余热锅炉烟气侧受热面发生了不同程度的腐蚀、积垢积灰等问题，甚至局部发生了深陷的溃疡性腐蚀，使排烟温度比设计值高22℃左右，更使高压蒸汽管出现爆管现象，严重影响锅炉的热交换效率，使机组的发电效率大幅度降低，同时影响了该机组的安全运行。经初步分析，燃机因腐蚀积垢而导致机组效率下降和事故的发生除了与设备金属材料自身的耐蚀性有关外，很大因素与使用的高炉煤气品质直接有关，虽然高炉煤气已经湿法除尘，除去了大部分的氯化物，但是硫化物还是过高。现有的高温腐蚀的防治技术主要如下几种：(a)受热面高温腐蚀一般由烟气中的H2S、SO2、SO3引起的。因此防止或减少其腐蚀的根本方法是降低烟气中硫的含量。(b)提高锅炉上游的热利用效率，降低余热锅炉烟气的初始温度，使硫酸盐难形成共熔体，以抑制硫酸盐型高温腐蚀。(c)调整水温、排烟温度及速度，保证较高的受热面壁温。由于温度过低或过高都会产生低温腐蚀和高温腐蚀，因此要控制合理的温度，保证受热面达到露点温度。据统计在酸浓度相同的情况下，当烟道增大10倍时，酸的最大沉积速度也会增加10倍，因此要选择合理的烟速。而在烟气速度相同的情况下，烟气纵向进入时，可减少酸的沉积。错列管束与顺列管束相比，酸的沉积也少。因此烟气的纵向冲刷比横向冲刷更耐腐蚀，一般横向冲刷受热面速率是纵向冲刷的两倍左右。(d)控制金属温度，使之低于开始出现高温腐蚀的温度；保持受热面的清洁，及时清除积灰；选择耐高温腐蚀的金属材料或涂料。(e)提高受热面金属的耐热腐蚀的性能，如采用表面热浸渗铝、复合渗硼或渗铬处理，提高管道的耐热腐蚀能力，或采用高级别的耐热金属材料等。钢材经表面渗铝后，可以大幅度提高抗高温氧化、抗腐蚀、防止飞灰磨损等性能，有介绍渗铝管比碳钢管使用寿命提高4～5倍。目前采用金属表面喷涂铬镍合金替代渗铝，也可以起到很好的保护效果。(f)定期检查和维修，及早发现和更换失效管道。具体可以对使用满一年以上的管道，定期做超声波无损检测壁厚度，并及时更换。现有的通用控制措施较多，但由于涉及的系统复杂，设备较多，上述防治措施也不具备针对性，实时起来较为盲目。并无一种较为科学的分析论证方法来指导形成后续的整治措施。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法，确定影响余热锅炉钢腐蚀的主要因素，从而制定适用的防腐蚀方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法，包括通过响应面法操作以下步骤：S1.确定腐蚀的主要因素和响应值；S2.建立响应面模型；S3.通过单因素实验获得各水平响应值；S4.评估响应面模型系数，评估单因素实验数据准确性；S5.分析响应值贡献的主要因素，获得各主要因素与响应值之间的显著性关系。所述主要影响因素为氯离子、溶液pH值和温度。所述响应值为腐蚀电流密度icorr。所述单因素实验的温度范围为25℃～65℃，Cl-浓度范围为0～4000mg/L，溶液pH值范围为0.5～0.7。所述溶液为稀硫酸。所述单因素实验的优化水平为3。所述显著性P值大小判断各主要因素与icorr之间的关系。在上述的技术方案中，本专利技术所提供的一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法，得出余热锅炉钢腐蚀的影响因素，预期可指导燃机余热锅炉用钢的腐蚀机理，确定影响锅炉用钢腐蚀的主要因素，并形成后续的整治措施中进行应用，起到控制余热锅炉用钢腐蚀形成的作用，具有一定的经济效益。与传统正交实验相比较，使用该法可以大幅减少实验工作量，并提高实验的准确性。附图说明图1是本专利技术方法的流程图；图2是本专利技术方法实施例1中第一组实验Cl-浓度与pH值的等高线图；图3是本专利技术方法实施例1中第一组实验温度与pH值的等高线图；图4是本专利技术方法实施例1中第一组实验温度与Cl-浓度的等高线图；图5是本专利技术方法实施例1中第二组实验Cl-浓度与pH值的等高线图；图6是本专利技术方法实施例1中第二组实验温度与pH值的等高线图；图7是本专利技术方法实施例1中第二组实验温度与Cl-浓度的等高线图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。请结合图1所示，本专利技术所提供的一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法，包括通过响应面法操作以下步骤：S1.确定腐蚀的主要因素和响应值，主要影响因素为氯离子、溶液pH值和温度，响应值为腐蚀电流密度icorr；S2.建立响应面模型(BBD模型)；S3.通过单因素实验获得各水平响应值，单因素实验的温度范围为25℃～65℃，Cl-浓度范围为0～4000mg/L，溶液pH值范围为0.5～0.7(采用稀硫酸调节)，单因素实验的优化水平为3；S4.评估响应面模型系数，评估单因素实验数据准确性；S5.分析响应值贡献的主要因素，获得各主要因素与响应值之间的显著性关系，根据显著性P值大小判断各主要因素与icorr之间的关系。响应面法可以通过软件得到多元二次方程，从而探究响应值与各个因素间的关系。相对于正交实验，它可以减少实验次数，从结论中解释各因素间的交互作用。响应曲面法可以连续地分析影响因素在各个时段的状态，而正交试验只能分析单独的点，因此响应面法获得了更为广泛的运用。不同实验设计方法中，由于需要大量实验，实验全因子设计(FFD)通常被认为不切实际。中心组合设计(CCD)和Box-BehnkenDesign(BBD)是常用的实验设计程序。然而，对于一个具有三个或更多因素的二次响应面模型，BBD模型更适合该过程。实施例1低温电化学实验结果的响应面优化A、第一组实验选取温度(25℃～65℃)、Cl-浓度(50～350mg/L)及溶液pH值(0.5～0.7，采用稀硫酸调节)这三个因素设计实验，探究这三个因素对碳钢腐蚀的影响程度。(1)BBD模型实验设计及结果本文所用BBD模型的优化水平及相应icorr如表1所示。表1BBD模型的优化水平和腐蚀电流密度由表1可以得到icorr值与三个因素A(pH)、B(Cl-浓度)、C(温度)之间存在如下关系：icorr＝39.26-2084.98A+284.4B+998.15C-528.62本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法，其特征在于，包括通过响应面法操作以下步骤：/nS1.确定腐蚀的主要因素和响应值；/nS2.建立响应面模型；/nS3.通过单因素实验获得各水平响应值；/nS4.评估响应面模型系数，评估单因素实验数据准确性；/nS5.分析响应值贡献的主要因素，获得各主要因素与响应值之间的显著性关系。/n

【技术特征摘要】
1.一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法，其特征在于，包括通过响应面法操作以下步骤：
S1.确定腐蚀的主要因素和响应值；
S2.建立响应面模型；
S3.通过单因素实验获得各水平响应值；
S4.评估响应面模型系数，评估单因素实验数据准确性；
S5.分析响应值贡献的主要因素，获得各主要因素与响应值之间的显著性关系。


2.如权利要求1所述的一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法，其特征在于：所述主要影响因素为氯离子、溶液pH值和温度。


3.如权利要求1所述的一种判定高炉煤气烟气中余热锅炉钢腐蚀因素的方法，其特征在于：所述响应值为腐蚀电流密度icorr...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗仰炜，胡捷，顾立群，鲍奇峰，周建伟，周彬，廖立，杨亦良，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31