第二章 火管热回收蒸汽发生器.docx
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第二章火管热回收蒸汽发生器
第二章火管热回收蒸汽发生器
2.1概述
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)由管外的锅炉给水发生蒸汽,同时管内的热流体得到冷却。
热流体通常为燃烧或化学反应得到的高温气体。
也可使用中温气体、液体或浆体。
高温高苛刻度火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的火管被远超过蒸发量的炉水包围,采用自然(热虹吸)循环或强制(泵送)循环。
锅炉给水引入上部的汽包,汽包除用来提供自然循环系统的静压头推动力外,还作为水储存及汽水分离空间。
低温低苛刻度火管热回收蒸汽发生器(HRSG)通常为一次通过式(无再循环)锅壳锅炉。
图1及图2所示为通过上汽包自然循环的卧式及立式单体。
图3为锅壳式蒸汽发生器。
图2-带外部汽包的直立火管式热回收蒸汽发生器(HRSG)
2.2用途
2.2.1高温/高热强度装置
介质为高温工艺流体(超过9000F)(482℃),并产生高蒸发热强度(30,000BTU/(h.ft2))(81325kcal/(m2.h))的火管热回收蒸汽发生器(HRSG)可认为是高苛刻度。
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)可适应气流温度超过20000F(1093℃)及热强度达到100,000BTU/(h.ft2)(271250kcal/(m2.h))的情况。
2.6.1节描述了这些高苛刻度应用时所要求的机械特性。
下列是高苛刻度火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的典型工艺应用:
a.蒸汽转化炉流出物(制氢,甲醇,合成氨装置)
b.乙烯装置裂解炉流出物
c.流化催化裂化烟气
d.硫磺装置反应炉流出物
e.煤气化炉流出物
f.硫酸及硝酸反应气
典型蒸汽侧操作压力范围可以低至流化催化裂化及硫磺装置的150lb/in2(1MPa),高至合成氨及乙烯装置的1800lb/in2(12.7MPa)。
2.2.2中温/低热强度装置
热流体温度不超过9000F(482℃)并且热强度小于等于30,000BTU/(h.ft2)(81375kcal/(m2.h))的火管热回收蒸汽发生器(HRSG)具有广泛的工艺应用。
任何热流体的温度只要充分超过蒸汽的饱和温度就可以被利用。
典型的工艺应用包括:
a.流化催化裂化装置油浆
b.各种各样的炼厂热油及气相物流
c.硫磺回收装置冷凝器
蒸汽侧操作压力范围从50lb/in2(0.35MPa)到600lb/in2(4.2MPa)。
2.3系统注意事项
2.3.1工艺流体(侧)
大型设备的热力-水力特性及机械结构依赖于热工艺流体的具体特征。
每种工艺流体都有其独特的特征,在火管锅炉设计中必须与之适应以确保可靠操作。
例如,工艺流体中含有氢组分可显著提高热强度。
2.3.1.1结垢
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)中管子内表面的结垢由工艺流体特性起主要作用,也和流速、停留时间、管子尺寸及方位、壁温有关。
相关的例子包括:
a.由于在高温段裂化过程的延续,易造成乙烯裂解炉流出物急冷锅炉的积碳,因此在操作温度下,应选择高的气体速度以达到最短的停留时间。
b.当上游二段转化炉(对合成氨装置)、炉底总集气管或锅炉入口通道内使用了不适当的耐火材料时,易造成制氢装置烃类水蒸汽转化炉流出物余热锅炉内硅沉积。
c.流化催化裂化油浆蒸汽发生器中通常设计流速为5~7ft/s(1.524~2.134m/s)以避免沉淀出固体成分。
d.流化催化裂化烟气热回收蒸汽发生器(HRSG)随着催化剂沉积而逐渐结垢。
2.3.1.2流速
特定工艺中管内流体流速必须符合2.3.1.1规定的下限标准。
对于具有冲蚀作用的带颗粒物流,应有最大速度限制。
然而,大多数情况下,速度由最大压降或最大允许热强度控制,这些在设计中必须考虑。
2.3.1.3压降
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的管内压降由系统总压降限制。
例如,烯烃装置裂解炉的性能受制于下游火管急冷锅炉所造成的过度背压。
硫磺回收冷凝器由于在低压状态操作,通常设计压降小于等于1lb/in2(0.007MPa)。
2.3.1.4温差
热工艺流体与蒸汽饱和温度的温差将大大影响热回收蒸汽发生器(HRSG)的尺寸。
温差由气体出口温度和蒸汽饱和温度之差确定。
随着设计温差的减少,要求的传热表面上升。
温差大的热回收蒸汽发生器(HRSG)比温差小的热回收蒸汽发生器(HRSG)更趋向于使用大直径的或短的管子。
2.3.1.5出口温度控制
特定的工艺应用要求严格控制工艺流体的出口温度。
例如,合成氨装置中被火管热回收蒸汽发生器(HRSG)冷却的二段转化炉流出物进入一个变换反应器将CO变换为CO2。
如果被热回收蒸汽发生器(HRSG)过度冷却会对变换反应催化剂造成不利影响,因此这种火管热回收蒸汽发生器(HRSG)在内部或外部设有热气体的旁路系统。
2.6.1.11节提到了进一步的详细结构。
气体旁路量是负荷变化幅度、结垢程度及设计温差的函数。
设备降量操作及刚清洗过时会造成工艺流体过冷。
设计温差大的热回收蒸汽发生器(HRSG)由于出口端大的传热推动力也易造成过冷。
这些装置要求大的温控旁路系统来调节旁路量。
2.3.1.6气体露点
热气流中某种可能达到露点的气体成分需特别注意。
即使主体气流温度超过露点,冷凝仍可能发生在管子及耐火衬里炉墙之类的冷表面上。
像硫磺回收锅炉那样,若发生主体气流冷至低于露点,就必须设法确保冷凝物排除。
2.3.2锅炉给水/蒸汽(侧)
附录A和B提供了锅炉给水/蒸汽系统的常用资料。
火管设备的特殊注意事项见2.3.2.1及2.3.2.2。
2.3.2.1热强度
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的最高允许热强度是设备详细结构、蒸汽压力及循环倍率的函数。
影响热强度界限的特定结构细节包括:
a.管子数量、直径及节距:
通常,热强度随着管子数量的上升或节距直径比的降低而降低。
b.上升管及下降管的数量、尺寸及位置。
c.管束及壳体间的净空
设计热强度极限是指管子入口工艺流体最热处清洁管表面的实际热强度。
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)设计时应考虑到管子入口处热工艺流体传热系数会增加。
2.3.2.2锅炉水循环
苛刻用途的高温火管热回收蒸汽发生器(HRSG)有一高位汽包,由此提供足够循环倍率的锅水。
系统可以是自然循环(常用)或强制循环。
低热强度的热回收蒸汽发生器(HRSG)也可以设一外部汽包,然而,这类热回收蒸汽发生器(HRSG)设备更常用的是由一个凸起的壳体空间及浸没在锅水体积中的管束组成。
汽液分离发生在凸起壳体内建立的液位处。
这类单体通常称为锅壳锅炉。
在锅壳内发生自然循环,水-汽混合物通过管束间上升,蒸汽从汽/水界面上升进入汽空间,锅水沿管束的两边循环回壳体的底部。
锅壳式热回收蒸汽发生器(HRSG)的壳体起了传统锅炉系统中汽包的作用。
它与传统汽包的不同点是热回收蒸汽发生器(HRSG)的加热表面在内部,接管方式改变了,并且蒸汽/水的内部流动状态也不同。
锅壳式热回收蒸汽发生器(HRSG)发生的饱和蒸汽通常用于工艺或加热的目的。
此种工况对蒸汽纯度及品质(见附录A)要求不高,因此分离装置通常采用挡板或集汽管。
2.6.2.4谈到另外的壳体细节。
2.4火管热回收蒸汽发生器(HRSG)相比水管热回收蒸汽发生器(HRSG)的优点
2.4.1易清洗
像乙烯装置裂解炉流出物、煤气化产物及流化催化裂化烟气等热工艺物流非常容易在管内结垢,采用火管热回收蒸汽发生器(HRSG)就很容易清洗。
2.4.2停留时间
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的工艺流体体积小,停留时间短,适用于温度对停留时间有要求的场合。
2.4.3高温高压工艺流体或特殊金属要求
高压工艺流体走管程可减少热回收蒸汽发生器(HRSG)重量,这点在采用合金材料时特别有利。
例如,合成氨转化炉流出物可达到5000lb/in2(35.2MPa),要求合金或复合材料,此工况可首选火管热回收蒸汽发生器(HRSG)。
2.4.4振动
当冷却大体积流量气体物流时火管热回收蒸汽发生器(HRSG)不易被流体诱导振动或共振所损坏。
2.4.5耐火衬里
高温气体需要保温绝热以避免承压部件过热,这一点在火管设备中很容易处理。
对含压气流而言更是如此,因为矩形烟道内很难承压。
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)通常只在入口气体分布室内要求耐火衬里,而水管式热回收蒸汽发生器(HRSG)则要求大范围的耐火衬里,这些衬里还必须设计为适于管束安装及拆除的形式。
2.4.6低流量常压烟气
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)特别适合产生相对低流量烟气的焚烧炉及其它燃烧系统。
2.4.7设计紧凑
由于设计紧凑,火管热回收蒸汽发生器(HRSG)通常只要求很小的占地空间。
卧式火管热回收蒸汽发生器(HRSG)可带一个安放在壳体上的外部汽包,此汽包由相连的上升管及下降管支撑,因此节省了独立支撑的花费。
2.5火管热回收蒸汽发生器(HRSG)相比水管热回收蒸汽发生器(HRSG)的缺点
2.5.1高流量常压烟气
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)不很适于处理大体积流量的近常压气体。
而水管管束位于矩形封闭烟道内,提供了大的流通截面,能满足像燃气轮机尾气之类气流的要求。
2.5.2低传热系数
管内流动的传热系数通常低于管外流动的传热系数。
因此,火管热回收蒸汽发生器(HRSG)比水管热回收蒸汽发生器(HRSG)要求更多的传热光表面。
低压工艺气体利用扩面管(翅片)可有效减小设备尺寸。
这种方法在水管热回收蒸汽发生器(HRSG)中经常采用,但对火管设计通常认为是不可行的。
2.5.3高压蒸汽工况
对大于等于5000lb/in2(35.2MPa)的高压蒸汽工况,火管热回收蒸汽发生器(HRSG)要求管子及壳体壁厚较厚,对高处理量系统尤其如此。
因此,高压蒸汽系统中火管热回收蒸汽发生器(HRSG)比相应的水管热回收蒸汽发生器(HRSG)重。
2.5.4热管板结构
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的热管板设计很复杂,特别是在与壳体及管子的连接方面。
因为操作苛刻,涉及多种条件共存,例如:
a.入口气体高温
b.蒸汽侧高压
c.管子相对于壳体不同的轴向热膨胀造成的荷载
d.气体携带颗粒的可能冲蚀影响
e.工艺及蒸汽侧可能的腐蚀损害
管板通常由Cr-Mo铁素体钢制造,在制造及试验时应特别注意。
许多火管热回收蒸汽发生器(HRSG)要求做传热及应力分析以证明在所有可预料的操作条件下结构可行。
2.6结构特点
2.6.1高温/高热强度装置
2.6.1.1入口气体分布室耐火衬里
高温装置入口气体分布室采用耐火衬里内衬使承压元件绝热。
很多衬里结构都可以采用,包括单层及多层衬里,手工捣制及机械喷涂,有背衬及无背衬。
也采用不同类型的衬里锚固系统。
添加钢纤可认为进一步增强了衬里强度。
衬里材料及其施工方法的选择必须与工艺使用条件相适应。
设计时必须考虑下列因素:
a.绝热能力,包括氢组分对导热系数的影响。
b.与工艺流体不起化学变化
c.冷表面温度与气体露点的关系
d.抵抗物流携带颗粒冲蚀的能力
e.金属衬套下面结焦可能性
2.6.1.2气体分布室
有几种气体分布室的结构可供选择。
气体接口可位于直立气体分布室的轴向或径向。
大直径装置的气体分布室通常有一人孔,小直径装置为整体拆卸的端盖。
2.6.1.3管板
高温火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的最大特点是薄管板结构。
传统的中温操作管壳式换热器管板设计按照TEMA的要求,此类装置典型管板的厚度从2in(51mm)到6in(152mm)或更厚。
高温高热强度(苛刻用途)火管热回收蒸汽发生器(HRSG)中不推荐使用TEMA管板,因为管板温度梯度过大并且会导致高应力。
薄管板设计基于固定的管子对管板的支撑作用。
管板厚度的典型范围从5/8in(16mm)到1.5in(38mm)。
管板未布管区必须由另外的拉撑件支撑。
管板的充分冷却依赖于管板背部壳体侧水汽化及该处高循环量水的有效热传递。
它与气体通过管板前表面的热输入特别是大量管孔区的热输入相平衡。
稳态管板温度由布管率及管板厚度决定。
可通过在每根管子入口插入绝热套管限制热流量的方法使管板温度进一步降低。
套管从管板面伸出3到4in(76到102mm),套管间敷设耐火衬里来保护套管及使管板面绝热。
套管可以是耐高温金属或陶瓷材料,与管壁间紧贴一层绝热纸,此绝热材料压缩过紧会使效果下降。
图4,5为一种金属和陶瓷套管的详图,也可使用其它结构。
2.6.1.4管子与管板的连接
管子和管板的连接必须确保在所有操作条件及相应温度压力荷载下工艺流体及水-汽混合物之间的有效密封。
连接也必须能抵抗瞬时及循环荷载。
苛刻条件下使用的管子与管板的连接是典型强度焊,采用下列结构之一:
a.前面(管侧)焊:
管板为J型斜坡口(见图6A)或管子伸出管板,多道角焊缝焊接(见图B)。
此外,每根管子在管板厚度范围内除靠近焊缝的管壁外全部与管板贴胀。
这种接头可用于高温气体发生压力1000lb/in2(7MPa)左右的蒸汽。
b.全焊透焊接:
如图7所示,采用深度J型坡口,背面根部厚度极小,多道焊接。
如果根部全熔透,管子和管板在整个管板厚度上就成为一个整体。
全焊透接头常用于高温气体发生压力1000lb/in2(7MPa)以上的蒸汽。
c.背面(壳体侧)焊:
这种类型的接头常称为内孔焊接。
它是伸入管板管孔内进行焊接的。
已广泛用于火管热回收蒸汽发生器(HRSG)各种操作条件,包括高压蒸汽系统。
这种接头的典型特征是其完整性可以通过射线探伤来清楚检验。
全焊透及内孔接头的显著优点是管板及管子外表面间没有缝隙。
如存在缝隙,就会造成锅水杂质积聚,在高温状态,杂质的绝热阻碍了材料的传热,可造成缝隙腐蚀及接头的机械失效。
图8--分布室-管板-壳体间的相互连接
2.6.1.5管板周边过渡段(肘节)
薄管板通常通过平管板和外壳连接接头之间的周边过渡段与壳体相连(见图8)。
过渡段使这个重要接头具有必要弹性以吸收操作温度及压力引起的管子和壳体间的轴向不同位移。
满足火管锅炉可靠操作的过渡段合理设计是十分必要的。
最苛刻工况是高温气体、高传热量及蒸汽侧高压并存,须考虑这些条件对过渡段造成的荷载。
苛刻状态应用的一个例子是制氢装置转化炉流出物用来发生1500lb/in2(10.5MPa)的蒸汽。
低苛刻状态应用的例子包括流化催化裂化烟气及硫磺回收装置冷凝器中的尾气发生600lb/in2(4.2MPa)及其以下的蒸汽。
2.6.1.6分布室、管板、壳体的内部连接
薄管板与热回收蒸汽发生器(HRSG)壳体及气体入口分布室的内部连接有很多可行结构。
图8A到8H所示为其中的一些,选择时考虑下列因素:
a.管子相对壳体不同的热膨胀程度
b.蒸汽压力
c.工艺气体压力
d.结构材料
e.热回收蒸汽发生器(HRSG)安装方式是立式还是卧式
图8A和8B所示的接头只用于工况较温和的情况,因为角焊缝连接易产生裂缝。
图8C到8F都是与壳体对接焊缝连接。
图8F的法兰结构允许气体分布室拆卸。
图8G用于高压蒸汽状态,图8H很适于立式安装装置。
2.6.1.7无周边过渡段的管板结构
某专利火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的设计采用一种无周边过渡段的加强薄管板。
与柔性过渡段吸收管子的轴向荷载不同,荷载通过支持薄管板的加强系统直接传递到热回收蒸汽发生器(HRSG)壳体。
这种设计允许使用长管子。
传统火管热回收蒸汽发生器(HRSG)管板过渡段吸收的不同位移量与管长成比例,这种热回收蒸汽发生器(HRSG)的管长存在一个极限,超过后,过渡段将不能在材料应力极限内吸收强加荷载。
2.6.1.8双室火管热回收蒸汽发生器(HRSG)
2.6.1.7中描述的管长极限在高温、高热强度、高蒸汽压力的设备中应特别注意。
对此工况也可选择使用双室结构。
如图9所示,两个火管热回收蒸汽发生器(HRSG)串联安装,每个都带有传统的过渡段管板。
两室可公用一个共同的汽包。
这种配置的优点包括:
a.可减少每个室内管子和壳体间的不同热膨胀
b.允许在每个室内通过采用不同的管径和管长使传热表面最优化,这样可减少所需的总面积
c.允许在第二个室前装内部旁路系统,这样可使控制元件处于低苛刻温度条件下
2.6.1.9管子
高温火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的典型管径范围从1.25in(φ48.3mm)到4in(φ114.3mm),允许下列条件使用较大的管子:
a.像硫磺回收装置尾气之类典型的低压工艺气相物流要求低压降的情况
b.低热强度的传热设计
c.每根管子的入口安装管子入口套管后为了不过分限制流通面积时
d.用于易结垢场合,防止管子堵塞
管子的最小壁厚根据适用规范控制,除非常高的工艺气体压力工况外,蒸汽压力通常是最小管壁厚的外部控制条件。
2.6.1.10管子排列及管间距
管子通常为三角形排列,尽管也有用正方形排列的。
管子节距的选择应考虑下列因素:
a.最大允许热强度是管子节距/直径比值的函数,减少节距/直径的比值会降低允许设计热强度。
b.管板金属温度也与管子节距有关,减少节距会增加金属温度。
c.相邻管间的最小管板净宽应能满足焊接管子端部时管板J型坡口的焊接准备工作。
这点对全焊透接头特别重要。
2.6.1.11多管程
大多数高温工艺火管热回收蒸汽发生器(HRSG)都是简单的单管程结构,然而,接近常压的气体用来发生低压蒸汽时多管程也可认为是一种工艺解决方案。
该气体的低传热系数特性造成管壁金属温度非常接近于蒸汽饱和温度。
因此,金属温度差造成的不同管程间的不同热膨胀极小。
为了在压降限制范围内优化传热,热管程的管子通常比下一程的直径大。
图10所示为两管程高温火管蒸汽发生器。
2.6.1.12气体旁路系统
锅炉控制出口温度的气体旁路系统可以是外部式或内部式。
常采用内部旁路,因为可利用锅水冷却旁路管,该管可内部绝热确保金属温度与水温相近。
用于高蒸汽压力时,该管可和两头管板上的过渡段相连以吸收轴向荷载。
该管位于布管区中心以使荷载轴对称分布。
在气体旁通管的出口端装有自动控制阀。
为了减少管子及阀的尺寸并增加流量控制范围,可在出口分布室安装可调挡板,通过设定此挡板至一个接近关的位置,使压降增加,迫使主气流走旁路。
出口分布室应采用耐热衬里或提供内构件,以免热旁路气体可能冲击分布室内壁。
典型的内部旁路系统见图11。
也可采用其它系统。
2.6.1.13上升管及下降管
上升管及下降管数量是否足够,尺寸及安装位置是否合适,对高温、高热强度火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的可靠操作是很重要的。
确定汽包的高度、内部连接循环管的大小以及接管位置是完整设计的一个部分。
上升管及下降管的设计及接管位置与锅炉型式有关。
卧式火管热回收蒸汽发生器(HRSG)常常安装多根上升管及下降管。
接管位置应使各区具有相同的蒸发负荷。
对简单的单程锅炉,热端的接管位置靠得较近,至少第一对上升管及下降管应尽可能靠近热管板。
立式装置有一个或几个下降管,接管位于锅炉壳体底部。
尤其重要的是顶部结构必须确保足量连续供水,以使整块管板壳程侧能全部和水接触。
可认为选择下列结构能有助于避免在上管板下形成气垫:
a.沿壳体侧整个周长方向尽可能高地安装多根上升管。
b.反向过渡段的管板允许上升管接管比管板位置高,参见图8H。
c.管板下安装特殊隔板使水导向管板背部。
d.特殊成型或机加工的上管板,此管板带有从中心朝向四周的轻度倒锥。
e.安装整台锅炉时,使它从直立状态略微倾斜,这样管板就会朝上升管那侧轻度上扬。
2.6.2锅壳式蒸汽发生器
锅壳式蒸汽发生器是卧式安装的装置,它带有一个比管束直径大的壳体侧蒸发室。
管束穿过普通封头的开口端或偏心圆锥过渡段的小头。
后者设计更常见。
2.6.2.1管束结构
管束为可拆卸式或固定式。
可拆卸的管束有很多优点,可卸下来检查、清洗、维修或更换。
而且可拆卸管束也避免了在固定管板设计中发生的不同的轴向热膨胀应力。
可拆卸管束可以是U型管或浮头结构。
流体易结垢或冲蚀性的工艺流体,要求机械清洗或检查时,首选浮头型。
2.6.2.2管子尺寸、排列及管程数
典型的管径是1/2in(φ21.3mm)及1in(φ33.4mm),尽管像硫磺冷凝器那样含有非常易结垢或高粘工艺流体时也考虑大管径。
管子是正方形或三角形排列。
如果想要清洗管子外表面时采用正方形排列,像从低品质锅水发生低压蒸汽的工况。
此时至少应在管间留1/4in(6.4mm)的清洗净空。
除非热强度要求更大的净空,否则,节距直径比通常采用1.25。
除了热流体冷却行程过长,可造成过度热应力的工况外,多管程可使用2.6.2.1中描述的所有管束类型。
单管程仅限于固定管板结构。
2.6.2.3气体分布室结构
主要根据打开装置检查或清洗的预期频率来选择。
如果经常要求出入,分布室希望采用带有螺栓连接的人孔。
分布室可以是TEMA指定的任一类型。
2.6.2.4壳体破沫结构
液体分离在液位以上的蒸汽空间完成,其容积效率是可利用的自由高度的函数。
蒸汽发生设备中典型的最小分离高度是20in(508mm)。
发生很低压力蒸汽或在相对高热强度下操作的装置趋于需要更高的高度。
有时使用简单的集汽管设施来强化分离。
对大多数工艺及传热应用来说,采用合适的锅壳尺寸即可发生满足品质及纯度要求的蒸汽。
高纯度的蒸汽可以靠在液位以上的蒸汽空间安装分离器获得,可以焊在锅壳的顶部或蒸汽线的出口。
分离器的类型包括:
a.丝网分离器
b.波形板分离器
c.旋风分离器
d.a,b,c项的组合
详细内容见附录A。
2.6.3其它类型的火管热回收蒸汽发生器(HRSG)
针对不同的用途有很多其它类型的火管热回收蒸汽发生器(HRSG)设计。
它们可进一步分类如下:
a.适应特定工艺应用而开发的专利设计。
b.采用TEMA管板及外部汽包的锅炉设计,这种锅炉可在卧式或立式位置安装。
c.部分布管的水平安装锅炉,如图12所示。
管板上部不排管以提供内部分离的蒸汽空间,分布室直径较大而壳体直径比其它锅壳式热回收蒸汽发生器(HRSG)小。
管板可以是TEMA管板或带拉撑板的薄管板。
2.6.4适用规程
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)设计遵循ASME锅炉及压力容器规程,第Ⅰ篇或第Ⅷ篇,第Ⅰ分篇。
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的厚管板通常按TEMA要求设计。
一般应遵循ABMA指南中锅炉水处理、锅水含盐量的允许浓度、排污及蒸汽品质的规定。
2.6.5结构材料
使用火管热回收蒸汽发生器(HRSG)时的材料选择必须与与其接触的工艺流体、锅水及蒸汽性质相协调。
材料必须具有满足设备设计要求的机械特性。
2.6.5.1耐蚀性
需热回收的每种工艺流体有其各自组成,因此对结构材料各有特定要求。
材料选择的一个重要因素是抗氢腐蚀能力,因为很多高温工艺气相物流氢含量较高。
材料特性必须考虑气体低于露点冷凝后可能生成的酸的腐蚀性。
即使气体的主体温度高于露点,也可能会在冷金属表面产生局部冷凝。
包括管子和管板在内浸在锅水中的承压元件通常用铁素体钢制造。
锅炉壳体常为碳钢。
根据ASME锅炉及压力容器规程的第Ⅰ篇,像奥氏体不锈钢之类易产生应力腐蚀开裂的材料应避免或禁止使用。
由于温度变化造成的壳体及管子的相对膨胀对火管热回收蒸汽发生器(HRSG)设计非常重要。
材料具有相近的热膨胀系数是有利的。
这也是避免使用奥氏体管子的另一个原因。
2.7操作说明
火管热回收蒸汽发生器(HRSG)的安全可靠操作取决于好的操作流程的开发及应用,特别是工艺及热回收蒸汽发生器(HRSG)设计。
2.7.1工艺流体侧的操作
2.7.1.1新耐火衬里在开汽前要求按特定加热顺序烘炉以保证干透。
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- 第二章 火管热回收蒸汽发生器 第二 火管热 回收 蒸汽 发生器
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