气固两相冲蚀磨损实验系统技术方案

气固两相冲蚀磨损实验系统，包括介质配送系统，腐蚀反应系统，尾气处理系统；该试验装置不仅可以通过控制各种气体的流量进而控制颗粒冲刷的速度，还能够同时进行多个试件的腐蚀和冲刷试验。而且操作简单、成本低廉、结果准确，实现了在可控制的条件下高温腐蚀与冲击磨损耦合的试验研究，更好的模拟了实际锅炉中换热器管壁之间的磨损情况。热器管壁之间的磨损情况。热器管壁之间的磨损情况。

【技术实现步骤摘要】
气固两相冲蚀磨损实验系统


[0001]本技术涉及锅炉运行安全领域，具体涉及气固两相冲蚀磨损实验系统。

技术介绍

[0002]循环流化床锅炉燃料适用范围广、脱硫效果好、燃烧效率高、投资与运行成本相对较低，广泛应用于煤电、化工领域。循环流化床锅炉采用气体将燃料颗粒流化，并使燃料在流化过程中与气体中的氧接触，完成燃烧放热过程。在颗粒流化燃烧的过程中，大量颗粒撞击换热器管壁，对管壁造成严重的磨损问题，造成流化床锅炉的可用率降低。
[0003]另外，随着国内污染愈发严重，环保部门提出的环保指标也愈发严苛。为了达到环保部门要求的NOx排放限值，现有的循环流化床锅炉通常采用SNCR（选择性非催化还原）-SCR（选择性催化还原）联用的方法降低NOx排放。其中SNCR要求在较高温度下进行反应，因此需将NH3、尿素等还原性气体在高温区喷入炉膛，还原NOx，生成N2和水。但由于NH3具有较强的腐蚀性，会使换热器管壁金属腐蚀，进而脱落，造成换热器管壁减薄，在运行时间较长时即发生爆管，这也是引起循环流化床锅炉可用率降低的重要因素。
[0004]在目前的情况下，SNCR造成的腐蚀与高温固体颗粒物冲刷造成的磨损在爆管过程中是哪方面在起主控作用仍不明确，对锅炉爆管的控制也缺乏理论和数据支持。亟待开发出实验装置，用于模拟流化床锅炉换热器实际工作环境，对锅炉爆管进行实验研究。

技术实现思路

[0005]为解决流化床锅炉换热器在复杂气氛和高温固相冲刷工况下爆管原因难以确定的缺陷，本技术目的在于提供气固两相冲蚀磨损实验系统，对上述工况下的循环流化床锅炉换热器爆管进行模拟。
[0006]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案。
[0007]气固两相冲蚀磨损实验系统包括介质配送系统、腐蚀反应耦合冲刷磨损系统和尾气处理系统；所述介质配送系统包括多个气瓶、多个减压阀、多个质量流量计、多个单向阀Ⅰ、气体混合器、单向阀Ⅱ、蒸汽发生器、加热器，加热器出口一路与管式炉直接相连并在管路上装有单向阀Ⅳ，一路经喷射器连接管式炉并在管路上装有单向阀Ⅲ、文丘里混合器和给料机；所述腐蚀反应系统包括管式炉及喷射器，喷射器出口处设置有试件支撑装置，试件支撑装置固定实验试件；所述尾气处理系统包括尾气过滤装置和尾气吸收装置，尾气过滤装置与管式炉相连。
[0008]尾气过滤装置内装有过滤筛。
[0009]多个气瓶中依次装有H2S、CO、CO2、HCl、O2、N2、SO2、NH3气体。
[0010]所述试件支撑装置包括固定夹具、固定凸起管，固定夹具上的固定凸起管伸入实验试件中进行固定。
[0011]本技术具有以下优点：该装置不仅能够进行单个试件的腐蚀耦合情况，还增加了试件支撑装置，能够同时进行多个试件的腐蚀耦合情况。多个试件的排列方式为纵向
排列，当复杂气氛从喷射器出来后腐蚀第一个试件表面后，将会改变气流的方向，在试件周围形成涡流，进而腐蚀其他试件的侧表面。这样有助于更好的模拟锅炉运行中换热器管束与管束之间中的腐蚀与磨损。
附图说明
[0012]图1为本技术的整体结构示意图。
[0013]图2为试件支撑装置主视图。
[0014]图中：1-气瓶；2-减压阀；3-质量流量计；4-单向阀Ⅰ；5-气体混合器；6-单向阀Ⅱ；7-蒸汽发生器；8-加热器；9-给料机；10-单向阀Ⅲ；11-文丘里混合器；12-单向阀Ⅳ；13-管式炉；14-试件支撑装置；141-固定夹具；142-固定凸起管； 15-尾气吸收装置；16-尾气过滤装置；17-滤筛；18喷射器；19-试件。
具体实施方式
[0015]以下结合附图对本技术作进一步的详细说明。
[0016]实施例一，如图1、图2所示，气固两相冲蚀磨损实验系统，包括介质配送系统、腐蚀反应系统和尾气处理系统；所述介质配送系统包括多个气瓶1、多个减压阀2、多个质量流量计3、多个单向阀Ⅰ4、气体混合器5、单向阀Ⅱ6、蒸汽发生器7、加热器8，蒸汽发生器7型号为ZXYG38-A，多个气瓶1中依次装有H2S、CO、CO2、HCl、O2、N2、SO2、NH3气体，加热器8出口一路与管式炉13直接相连并在管路上装有单向阀Ⅳ12，一路经喷射器18连接管式炉13并在管路上装有单向阀Ⅲ10、文丘里混合器11和给料机9，蒸汽发生器7位于加热器8出口处，经过加热器8加热的高温气体可以有效地防止水蒸气冷凝；根据实验要求调整多个气瓶1中各种气体流量并在气体混合器5中进行混合，混合气体通过加热器8加热使气体温度达到实验要求，混合气体一路通过控制单向阀Ⅳ12直接进入管式炉13使炉内充满混合气体以模拟循环流化床锅炉内的实际工况气氛，另一路通过控制单向阀Ⅲ10进入管式炉13，该管路通过给料机9和文丘里混合器11使混合气体中携带实验所需的固相颗粒，利用喷射器18进入管式炉13并冲蚀试件19表面。
[0017]所述腐蚀反应系统包括管式炉13及喷射器18，喷射器18出口处设置有试件支撑装置14，试件支撑装置14固定实验试件19；所述试件支撑装置14包括固定夹具141、固定凸起管142；固定夹具141上的固定凸起管142伸入实验试件19中进行固定。多个试件19纵向排列，以模拟循环流化床锅炉内换热器管束与管束之间所受复杂气氛腐蚀耦合高温固相冲刷磨损的情况。
[0018]所述尾气处理系统包括尾气过滤装置16和尾气吸收装置15，尾气过滤装16内装有滤筛17，尾气过滤装置16与管式炉13相连，滤筛17将混合气体中的固相颗粒过滤，然后经过尾气吸收装置15后排空，过滤后的固体可以进一步分析腐蚀磨损的固态产物组成。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.气固两相冲蚀磨损实验系统，其特征在于：包括介质配送系统、腐蚀反应系统和尾气处理系统；所述介质配送系统包括多个气瓶（1）、多个减压阀（2）、多个质量流量计（3）、多个单向阀Ⅰ（4）、气体混合器（5）、单向阀Ⅱ（6）、蒸汽发生器（7）、加热器（8），蒸汽发生器（7）型号为ZXYG38-A，加热器（8）出口一路与管式炉（13）直接相连并在管路上装有单向阀Ⅳ（12），一路经喷射器（18）连接管式炉（13）并在管路上装有单向阀Ⅲ（10）、文丘里混合器（11）和给料机（9）；所述腐蚀反应系统包括管式炉（13）及喷射器（18），喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，焦金峰，范永刚，刘坤朋，吴文亚，魏博，
申请(专利权)人：新疆新业能源化工有限责任公司，
类型：新型
国别省市：