CN203025069U - 一种灰化腐蚀试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及试验设备技术领域，特别涉及一种灰化腐蚀试验装置。它包括供气***、反应加热装置、冷却循环水***和尾气处理***，所述供气***包括两个支路，可提供两路气体，一路为反应气体，一路为空气，该供气***与反应加热装置连通；反应加热装置包括加热炉(2)，该加热炉(2)带有腔体(3)和试样台(4)，该反应加热装置与尾气处理***连通；尾气处理***包括内置碱性液体的反应釜(5)；冷却循环水***包括冷却循环水机(6)，所述腔体(3)的两端与冷却循环水机(6)相接，同时反应釜(5)的壳体与冷却循环水机(6)相接。本实用新型能够在实验室条件下安全的模拟流动气氛下的灰化腐蚀实验，为评价和研发耐灰化腐蚀材料提供测试手段。
Description
技术领域
本实用新型涉及试验设备技术领域，特别涉及一种灰化腐蚀试验装置。
背景技术
目前，超超临界燃煤火力发电机组在我国迅速发展，煤炭在锅炉内燃烧，产生煤灰和腐蚀性气体，两者混和作用于锅炉管外壁，在锅炉管壁上产生灰化腐蚀。灰化腐蚀产生的原因是，煤炭中含有钠、钾和钙的化合物，在燃烧过程中产生煤灰和腐蚀性气体，产生的煤灰中含有Na2SO4、K2SO4等腐蚀性盐，腐蚀性气体有SO2、NO等气体。同时，煤炭燃烧会产生的CO等还原性气体。腐蚀性盐和气体以及还原性CO等混和在一起，对锅炉部件中过热器管的外壁造成腐蚀，腐蚀严重时，会减薄过热器管壁，降低钢管的承压强度，存在爆管的危险。因此，研究人员在选择锅炉管材料时，需要考虑抗灰化腐蚀性能。
当前的灰化腐蚀试验设备为密闭容器中静态环境下模拟，无法提供流动的腐蚀性气体环境。不能满足煤灰腐蚀的模拟条件，因此，影响了对锅炉管材料的抗灰化腐蚀性能的研究和评价。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种灰化腐蚀试验装置，该装置能够提供灰化腐蚀的高温和流动腐蚀性气体的环境，试验温度可以精确控制，能够在实验室条件下模拟灰化腐蚀试验过程，实现稳定的连续试验。
为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种灰化腐蚀试验装置，其特征是：它包括可调节的供气***A、反应加热装置B、冷却循环水***C和尾气处理***D，其中，
所述供气***A包括两个支路，可提供两路气体，一路为反应气体，另一路为空气，该供气***A与反应加热装置B连通；
反应加热装置B包括可调节的加热炉2，该加热炉2带有腔体3和试样台4，该反应加热装置与尾气处理***连通；
尾气处理***D包括内置碱性液体的反应釜5；
冷却循环水***C包括冷却循环水机6，所述腔体3的两端与冷却循环水机6相接，同时反应釜5的壳体与冷却循环水机6相接。
所述加热炉2为管式加热炉，所述腔体3为带法兰的石英管腔体。
所述试样台4为推拉式试样台。
所述供气***还包括阀门和流量控制计1。
所述加热炉2还包括多个控温热电偶。
所述加热炉2为电阻式加热炉、燃气加热炉中的一种。
所述反应釜5设置有监测釜内碱性液体的容量和/或PH值的部件。
所述冷却循环水***C设置有监测冷却水容量和/或高度的部件。
本实用新型的有益效果是：该装置能够模拟燃煤火力发电锅炉内煤灰对金属部件的灰化腐蚀试验，尤其是能够在实验室条件下安全的模拟灰化腐蚀的条件，对评价和研发应用到锅炉内材料的耐灰化腐蚀性能进行模拟试验，为评价和研发耐灰化腐蚀材料提供测试手段。
附图说明
图1本实用新型的灰化腐蚀试验装置设计示意图。
附图标记
A 供气***
B 反应加热装置
C 冷却循环水***
D 尾气处理***
1 阀门和流量控制计
2 加热炉
3 腔体
4 试样台
5 反应釜
6 冷却循环水机
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
本实用新型的灰化腐蚀试验装置包括供气***、反应加热装置、冷却循环水***和尾气处理***。供气***为试验提供混和气体，既提供、模拟流动的腐蚀性气体环境，也参与煤灰与测试材料的反应。由供气***至反应加热装置，该装置由反应室腔体、试验料送料机构和加热控温炉三部分组成。反应加热装置连通尾气处理***，反应过程中的尾气经过尾气处理***，该***为盛装碱性液体，吸收反应尾气的反应釜装置。整个过程中，反应室腔体的密封法兰、反应釜壳体和密封部件等位置均由冷却循环水***冷却。
如图1所示，是本实用新型的灰化腐蚀试验装置设计示意图。
图中A为供气***，提供两路气体，一路为SO2、CO等参与反应的混和气体，一路为空气，气体通过阀门和流量控制计1，进入反应加热装置B。
反应加热装置B包括加热炉2。其中，加热炉2为热电偶控温的电阻式加热炉，优选管式加热炉；该加热炉2带有腔体3，优选带法兰的石英管腔体，还带有试样台4，优选推拉式试样台。灰化反应进行时，经过预处理的试样置于石英管腔体3内的推拉式试样台4上，气体通过反应腔体3，通过加热炉2的控制，使石英管腔体3的温度控制均匀，试验温度保持稳定；在温度和反应气体的共同作用下，试样表面发生灰化反应，反应后产生的尾气，进入尾气处理***D。
尾气处理***D为反应釜式，其中，反应釜5内置碱性液体，中和酸性的尾气。
在整套装置中，C为包括冷却循环水机6的冷却循环水***，优选自循环式冷却循环水机；所述腔体3密封法兰的两端与冷却循环水机6相接，同时反应釜5的壳体与冷却循环水机6相接，通过冷却循环水机6对反应加热装置B的石英管腔体3两端的密封法兰和尾气处理***D的反应釜5的壳体进行冷却，从而实现稳定的试验。
在所述反应加热装置B中放入测试试样后，便可以连续稳定的进行实验，在实验室条件下模拟流动气氛下的灰化腐蚀实验。
本实用新型的灰化腐蚀试验装置在使用时，先检查各***工况，将试样置于推拉式试样台4上，开启冷却循环水机6，开启供气***A供气，开启反应加热装置B中的加热炉2，按照设计的加热曲线进行升温，同时开启连接尾气处理***D的反应釜5的阀门，反应气体经过盛装碱性液体的反应釜，灰化腐蚀实验开始。详细操作过程如下：
（1）检查供气***A的阀门和流量控制计1正常，并处于关闭状态；检查反应加热装置B中的加热炉2的供电***正常，并处于关闭状态；检查冷却循环水***C的冷却循环水机6的控制电源供电正常，并处于关闭状态，记录冷水机中冷却水液面高度；检查尾气处理***D的反应釜5的阀门正常，并处于关闭状态，记录尾气处理***反应釜中碱性液体的液面高度，测试并记录液体的PH值；
（2）打开推拉式试样台4，将预处理的试样置于试样台上，关闭送料机构；
（3）打开冷却循环水***C的冷却循环水机6，打开供气***A的阀门，并调节流量控制器至合适流量，打开尾气处理***D中反应釜5的阀门；
（4）打开反应加热装置B中的加热炉2电源，并设定加热和保温程序，进行升温加热过程；
（5）温度达到设定温度后，记录灰化腐蚀实验起始时间；
（6）实验过程中，定期检查尾气处理***D的反应釜5中碱性液体的PH值和高度，使PH值处于碱性范围，若实验过程中液面高度或PH值较初始值突然下降，则需立即补充碱性溶液，停止实验；
（7）实验过程中，定期检查冷却循环水机6的液面高度，若实验过程中突然下降，立即补水，并停止实验；
（8）实验时间达到设定值后，停止实验。先关闭加热炉2的加热控制电源；后关闭A区供气***中SO2和CO等混和气体气路，保持空气气路，继续吹气，降低石英管腔体3的温度，石英管腔体3的温度降至室温后，关闭空气气路，关闭冷却循环水机6，打开推拉式试样台4，取出试样，实验过程完成。
Claims (8)
1.一种灰化腐蚀试验装置，其特征是：它包括可调节的供气***(A)、反应加热装置(B)、冷却循环水***(C)和尾气处理***(D)，其中，
所述供气***(A)包括两个支路，可提供两路气体，一路为反应气体，另一路为空气，该供气***(A)与反应加热装置(B)连通；
反应加热装置(B)包括可调节的加热炉(2)，该加热炉(2)带有腔体(3)和试样台(4)，该反应加热装置(B)与尾气处理***(D)连通；
尾气处理***(D)包括内置碱性液体的反应釜(5)；
冷却循环水***(C)包括冷却循环水机(6)，所述腔体(3)的两端与冷却循环水机(6)相接，同时反应釜(5)的壳体与冷却循环水机(6)相接。
2.根据权利要求1所述的灰化腐蚀试验装置，其特征是：所述加热炉(2)为管式加热炉，所述腔体(3)为带法兰的石英管腔体。
3.根据权利要求1或2所述的灰化腐蚀试验装置，其特征是：所述试样台(4)为推拉式试样台。
4.根据权利要求1所述的灰化腐蚀试验装置，其特征是：所述供气***还包括阀门和流量控制计(1)。
5.根据权利要求1所述的灰化腐蚀试验装置，其特征是：所述加热炉(2)还包括多个控温热电偶。
6.根据权利要求1所述的灰化腐蚀试验装置，其特征是：所述加热炉(2)为电阻式加热炉、燃气加热炉中的一种。
7.根据权利要求1所述的灰化腐蚀试验装置，其特征是：所述反应釜(5)设置有监测釜内碱性液体的容量和/或PH值的部件。
8.根据权利要求1所述的灰化腐蚀试验装置，其特征是：所述冷却循环水***(C)设置有监测冷却水容量和/或高度的部件。
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