Ăn mòn là một quá trình mài mòn trong đó vật liệu được loại bỏ khỏi bề mặt rắn bởi tác động của các hạt rắn tác động lên nó. Loại ăn mòn này là phổ biến trong nhiều thiết bị công nghiệp, bao gồm cả nồi hơi. Các sản phẩm đốt của than chứa các hạt tro bay, xâm nhập vào ống nồi hơi hoặc cánh quạt và làm ăn mòn chúng. Ăn mòn tro bay là nguyên nhân quan trọng thứ hai gây hỏng ống lò hơi (DOE, 1998). Trong tổng số các sự cố về ống lò, thì sự ăn mòn gây ra chiếm khoảng một phần ba của tất cả các hỏng hóc ống trong nồi hơi. Các nghiên cứu về ăn mòn cho thấy tỷ lệ trung bình của giảm độ dày kim loại của ống ăn mòn trong nồi hơi đốt than nghiền (PC) nghiền thành bột thay đổi từ 2.0x pms đến 15x pmls. Ở tốc độ ăn mòn cao nhất, sự cố có thể xảy ra sau 16,000h hoạt động. Để giải quyết vấn đề giảm áp suất khí trong ống dẫn khí thì người ta đã nghiên cứu ra hệ thống thông gió trong lò hơi với khả năng có thể cung cấp khí cần thiết cho quá trình đốt cháy nhiên liệu và xả khi thải tạo ra trong lò. Bài báo cáo này của nhóm chúng em sẽ giải thích các cơ chế ăn mòn trong nồi hơi đốt nhiên liệu hóa thạch và trình bày các mô hình để ước tính mức độ ăn mòn, đưa ra các biện pháp phòng chống ăn mòn và cũng như tìm về hiểu hệ thống thông gió trong ống dẫn khí của lò hơi
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MƠN LỊ HƠI TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: CHỐNG ĂN MÒN TRONG LÒ HƠI Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12, năm 2022 Họ tên Mã số sinh viên Nhiệm vụ BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM Nhận xét giáo viên: Ngày … tháng … năm 2021 Mục lục CHƯƠNG : CHỐNG ĂN MÒN TRONG LỊ HƠI VÀ SỰ GIẢM ÁP SUẤT KHÍ TRONG ỐNG DẪN KHÍ I MỞ ĐẦU Chống ăn mòn lò 1.1 Lý thuyết ăn mòn bề mặt sưởi ấm .6 Các yếu tố ảnh hưởng đến xói mịn đường ống 12 2.1 Vận tốc 12 2.2 Sự chảy rối dòng chảy 13 2.3 Kích thước hạt tro 14 2.4 Chất liệu ống 14 2.5 Nhiệt độ khí thải 14 2.6 Nồng độ tro bay 15 2.7 Tính chất vật lý tro Iily 15 Phân tích ăn mòn bờ ống dòng chảy ngang 15 3.1 Quỹ đạo hạt 16 3.2 Hiệu va chạm phần 16 Vận tốc khí cho phép để vận hành an tồn 17 4.1 Hệ số phân bố vận tốc 18 4.2 Phân bổ nồng độ tro bay tro bay 18 4.3 Kích thước trung bình hạt tro bay 18 4.4 Bố trí ống .19 Bảo vệ chống ăn mịn cho Bộ tiết kiệm, Bộ hâm nóng Bộ nhiệt .20 5.1 Giảm đoản mạch khí gây .20 5.2 Sử dụng chùm ống có vây 23 5.3 Ăn mịn gia nhiệt khơng khí hình ống 23 5.4 Ma sát khí 23 Ăn mòn lò tầng sôi .24 6.1 Lị tầng sơi tuần hồn khu vực sau 25 6.2 Nồi tầng sôi tạo bọt 26 6.3 Các biện pháp chống ăn mòn nồi CFB 26 II SỰ GIẢM ÁP SUẤT KHÍ TRONG ỐNG DẪN KHÍ 27 Hệ thống thơng gió 27 1.1 Hút thơng gió bị động hệ thống 28 1.2 Thơng gió có áp suất thơng gió chủ động 28 Giảm áp suất hệ thống ống dẫn khí khí 29 2.1 Tính tốn lực cản ma sát dọc theo đường dịng chảy 29 2.2 Tính toán giảm áp xuất cục .31 Giảm áp suất bề mặt gia nhiệt .31 3.1 Giảm áp suất bó ống .31 3.2 Giảm áp suất máy sưởi khơng khí hình ống chất lỏng bên ống 32 3.3 Giảm áp suất qua gia nhiệt khơng khí quay .33 3.4 Giảm áp suất phía khí thải qua tiết kiệm ống có vây 33 Giảm áp suất đường dẫn khí dự thảo tự nhiên 34 4.1 Giảm áp suất ống nối với máy sưởi không khí máy hút bụi .34 4.2 Giảm áp suất qua phần đối lưu Khí thải thường dạng chảy .35 Áp suất giảm qua ống dẫn khí 35 Lựa chọn cánh quạt 36 6.1 Lựa chọn lưu lượng áp suất quạt .36 6.2 Tính tốn cho cơng suất quạt .37 Giảm áp suất qua nước ống dẫn 37 III Kết Luận 38 CHƯƠNG : CHỐNG ĂN MÒN TRONG LÒ HƠI VÀ SỰ GIẢM ÁP SUẤT KHÍ TRONG ỐNG DẪN KHÍ I MỞ ĐẦU Ăn mịn q trình mài mịn vật liệu loại bỏ khỏi bề mặt rắn tác động hạt rắn tác động lên Loại ăn mòn phổ biến nhiều thiết bị công nghiệp, bao gồm nồi Các sản phẩm đốt than chứa hạt tro bay, xâm nhập vào ống nồi cánh quạt làm ăn mòn chúng Ăn mòn tro bay nguyên nhân quan trọng thứ hai gây hỏng ống lò (DOE, 1998) Trong tổng số cố ống lị, ăn mòn gây chiếm khoảng phần ba tất hỏng hóc ống nồi Các nghiên cứu ăn mòn cho thấy tỷ lệ trung bình giảm độ dày kim loại ống ăn mòn nồi đốt than nghiền (PC) nghiền thành bột thay đổi từ 2.0x pm/s đến 15x pmls Ở tốc độ ăn mịn cao nhất, cố xảy sau 16,000h hoạt động Để giải vấn đề giảm áp suất khí ống dẫn khí người ta nghiên cứu hệ thống thơng gió lị với khả cung cấp khí cần thiết cho q trình đốt cháy nhiên liệu xả thải tạo lò Bài báo cáo nhóm chúng em giải thích chế ăn mòn nồi đốt nhiên liệu hóa thạch trình bày mơ hình để ước tính mức độ ăn mịn, đưa biện pháp phịng chống ăn mịn tìm hiểu hệ thống thơng gió ống dẫn khí lò Chống ăn mòn lò 1.1 Lý thuyết ăn mòn bề mặt sưởi ấm Finnie (1958) giải thích nhiều khía cạnh ăn mòn vật liệu dễ uốn bị ảnh hưởng dịng hạt thơ hình góc cạnh Một hạt góc cạnh cứng đâm vào bề mặt nhẵn góc cơng clc cắt vào bề mặt giống công cụ sắc bén Độ dẻo vật liệu bị công định khả biến dạng dẻo trình cắt Bằng cách tìm khối lượng bị suy giảm ban đầu tác động học hạt đơn khối lượng, m, kết luận thực ăn mịn phát sinh số lượng cắt đơn giản lớn thể có tổng khối lượng, M Giả sử chất khí mang hạt tro có đường kính trung bình dp ma sát ống với vp vận tốc Lực đẩy, F, điểm (Hình 15-1) bề mặt ống có hai thành phần: lực bình thường, FN, lực xuyên tâm, FT SOwe viết Một lục thông thường, FN, tạo hố bề mặt tạo phoi Các lực tiếp tuyến, FT, sau loại bỏ phoi xảy Gốc (a) lớn hố sâu lực F7 giảm Khi ống quét tro bụi, độ ăn mòn khác tùy theo vị trí Việc loại bỏ kim loại lớn gốc a khoảng 45 độ Nó bị giảm di chuyển phía 90 độ độ Một va chạm góc nhỏ vng góc với bề mặt khơng gây nhiều ăn mịn Vì lý tầng sơi tuần hồn nơi hạt tro bụi di chuyển song song vào tường, ăn mòn thấp so với lò PC Theo lý thuyết cắt kim loại, lực cần thiết để cắt phoi kim loại E k số dựa tính chất kim loại b z chiều rộng chiều sâu phoi cạo tính mm Phương trình cân bằng, lưu ý đơn vị Người ta cho hạt tro không bị biến dạng vỡ tác động lên bề mặt ống Nhưng giả định xác hình dạng lỗ bề mặt kim loại hình vuông Nếu N số lần hạt tro đập vào bề mặt ống đơn vị thời gian thể tích kim loại bị loại bỏ giây V viết, z độ sâu hố độ dày phoi l chiều dài phoi Độ sâu phoi z phụ thuộc vào thành phần thông thường vận tốc hạt; vp sin(a) tính ml, độ cứng va chạm kim loại, Hd tính kg/mm2 đường kính, dp, hạt tính mm Nó đưa dạng phương trình sau: k số tỷ lệ up vận tốc va chạm hạt Một số giá trị điển hình tham số tác động, Hd, k E đưa đây: Từ phương trình z F suy được: Động hạt theo phương tiếp tuyến: hướng sử dụng để loại bỏ vết cạo khỏi bề mặt Vì vậy, động KE tính tốn sở thành phần vận tốc (vp sin a) hạt tro theo hướng tiếp tuyến Năng lượng sử dụng trình ma sát chiều dài l, chiều dài mảnh vỡ Vì Trong l là: Số lượng hạt tro N chạm vào diện tích cực nhỏ rên bề mặt f ống là: m khối lượng hạt, p nồng độ trọng lượng (không phải khối lượng) (kg/m3) tro bay khí, up vận tốc va chạm hạt bề mặt Trong trường hợp ống, góc va chạm với mặt phẳng vng góc với dịng khí a, diện tích phần tử f bao góc phần tử d(a) tâm ống là: L chiều dài r bán kính ống Bằng cách thay phương trình thành biểu thức, nhận khối lượng nguyên tố kim loại khử dV đơn vị thời gian sau: Đối với dòng hạt song song định, góc tác động (a) bề mặt ống thay đổi xung quanh Sự ăn mịn bề mặt đối diện với khí tìm thấy cách tích hợp phương trình dV -90 độ +90 độ, có Diện tích bề mặt ăn mịn ống 27rrL Vì vậy, trọng lượng kim loại loại bỏ đơn vị diện tích bề mặt giây Trong p khối lượng riêng kim loại Tất hạt tro không tác động lên ống Nếu đưa hệ số tần số q để tính đến tính ngẫu nhiên tác động hạt tro, tốc độ loại bỏ kim loại Độ sâu ăn mịn E ống tìm thấy là: Một số giá trị trung bình hệ số tần suất q đưa Bảng 15-2 Nói chung, số mũ E chọn 0,70,9 Vì vậy, phụ thuộc độ sâu ăn mòn vào vận tốc hạt cho 10