硫酸蒸氣在低溫受熱面上冷凝沉積特性研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，所需的能源消耗越來越大，工業(yè)生產(chǎn)用電需求量逐年攀升，引領(lǐng)國家總用電量維持了一個較高的增長速率，我國的發(fā)電量也保持了較快的增長趨勢。雖然火電在總裝機總量的比重有所下降，但火電裝機容量仍在保持較快發(fā)展，火電仍然在我國發(fā)電工業(yè)中占據(jù)較大比例。在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，我國以煤炭消費為主的能源消費格局將不會發(fā)生較大變化。
　　電站燃煤中的硫成份氧化燃燒后生成的三氧化硫與水蒸汽結(jié)合生成硫酸蒸氣，其容易在低于酸露點溫度的壁

2、面上冷凝沉積，造成低溫受熱面的腐蝕。隨著我國火電裝機容量的增長，對受熱面的低溫腐蝕研究愈加迫切，而硫酸蒸氣的冷凝速率是影響低溫腐蝕的重要因素。本文基于擴散傳質(zhì)理論，建立了描述硫酸蒸氣冷凝沉積過程的數(shù)值模型，系統(tǒng)的研究了不同煙氣條件對硫酸蒸氣在低溫受熱面上的冷凝沉積速率的影響，并在搭建的低溫冷凝實驗臺上對硫酸蒸氣的冷凝沉積特性進行了實驗研究，并將實驗結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果進行對比，完善并提高了數(shù)值模型的正確性和可靠性。
　　本文利用相平

3、衡和逸度方程理論，建立了描述低溫壁面上冷凝酸溶液濃度的數(shù)學(xué)模型，并依據(jù)此模型編寫了MATLAB程序，對不同煙氣條件下低溫壁面上冷凝酸液濃度進行了預(yù)測。以此計算結(jié)果作為Fluent軟件的邊界條件，并編寫了Fluent軟件的用戶自定義函數(shù)，考察了不同煙氣條件下硫酸蒸氣在低溫受熱面上的冷凝沉積速率。結(jié)果表明：煙氣中水蒸汽含量增加和壁面溫度減小均會降低壁面上的冷凝酸液濃度；由于壁面溫度的升高，會提高銅板表面酸蒸氣的飽和分壓，增大了傳質(zhì)阻力，從而

4、降低了硫酸的冷凝沉積速率；隨著酸蒸氣體積分?jǐn)?shù)的增加，壁面處與煙氣中的酸蒸氣濃度差增大，傳質(zhì)阻力減小，酸蒸氣沉積速率變大；而煙氣中水蒸汽含量變化時，對硫酸蒸氣分壓造成的影響極其微小，使得硫酸的冷凝沉積速率變化不大；由于較高的煙氣流速會增大銅板表面的氣流擾動，降低傳質(zhì)阻力，從而增加了煙氣中酸蒸氣與氣液交界面處酸蒸氣之間的質(zhì)量傳遞。
　　同時采用搭建硫酸蒸氣低溫冷凝實驗臺的方法，對數(shù)值模擬的結(jié)果進行實驗驗證。結(jié)果表明，數(shù)值計算結(jié)果與實驗