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摘要:对镀铅和不镀铅的非冷凝式燃气热水器铜质换热器进行1000h运行试验,对其烟气侧表面产生的腐蚀产物进行外观检查、扫描电子显微镜检查以及X射线衍射检查,发现不镀铅换热器烟气侧表面的腐蚀产物主要是CuO和CuSO4,镀铅换热器烟气侧表面的腐蚀产物主要是PbSO4和CuO.铜质换热器与高温烟气中的过剩氧气发生化学反应产生CuO;烟气中的水蒸气冷凝形成酸性冷凝液,与换热器表面金属铜或铅发生化学反应形成CuSO4或PbSO4.通过提高气源质量、改变换热器进出水位置以及采用防腐层等方法,可以缓解换热器腐蚀....
摘要:本文选用燃气热水器七管热交换器分别在28 kW,32 kW和40 kW三种不同功率下的耐久性进行系统化研究,为对比镀层对热交换器耐久性的影响,在28 kW和32 kW功率下分别选用镀铅和不镀铅两种热交换器进行试验,通过2000小时(每1小时为一个周期,包括15分钟高负荷,35分钟低负荷和10分钟停机时间)耐久性试验,获得热交换器材料损耗、腐蚀点产生位置等重要参数,以及燃烧器、感应针等零部件的变化,对比了耐久试验前后燃气热水器热性能及烟气中CO、NOx等参数的变化。同时通过SEM/EDS和XRD检查分析得到镀铅热交换器腐蚀产物主要成分为硫酸铅(PbSO4),少量铜矾(Cu3(OH)4SO4)、水胆石(Cu4(OH)6SO4)以及五水硫酸铜(CuSO4·(H2O)5)。不镀铅热交换器腐蚀产物主要成分为铜矾(Cu3(OH)6SO4)、水胆石(Cu4(OH)6SO4)、五水硫酸铜(CuSO4·(H2O)5)以及孔雀石(Cu2(OH)2CO3)。
[硕士论文] 张迎旭
供热、供燃气、通风及空调工程 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:我国从20世纪70年代末开始生产燃气快速热水器以来,经过40多年的发展,燃气快速热水器产量达到年产几千万台。燃气快速热水器是通过热交换器实现高温烟气与冷水之间的换热。烟气在换热器上运行时会出现冷凝现象,从而形成酸性电解质环境,铜管可能会发生电化学腐蚀,使得管壁变薄;而腐蚀产物集结在肋片换热器表面,阻碍烟气流动,导致排放污染增加。腐蚀、结垢等不但降低传热性能,还会导致烟气温度升高,增加能耗,造成一定的安全事故和经济损失。因而研究换热器的腐蚀问题对于燃气快速热水器的安全运行是非常有意义的。
  本论文针对燃气热水器换热器在运行时处在高温烟气的环境容易发生电化学腐蚀和热腐蚀,从腐蚀机理、腐蚀试验、热效率试验及流体仿真模拟等方面进行系统研究,主要内容如下:
  ①运用金属腐蚀热力学和动力学研究发现铜制换热器与高温烟气中的过剩氧气发生化学反应产生CuO;而烟气遇到水冷壁后水蒸气冷凝形成酸性冷凝液,与换热器外表面金属材料发生电化学反应生成硫酸盐;烟气中的酸性气体在保持气相状态下不会对换热器造成腐蚀,但溶于冷凝水中形成碳酸和硝酸等稀酸性混合溶液,则对换热器造成热腐蚀。
  ②通过宏观检查发现,累计燃烧2000小时后,换热器四壁壁面上绿色固体颗粒物明显比1000小时多,且浅绿色附着物覆盖范围更宽,从盘管壁面连接处开始脱落,并蔓延至整个壁面;肋片换热器上下侧表面腐蚀产物明显比1000小时多,部分肋片间隙严重堵塞;镀铅换热器肋片镀层表面已被腐蚀,能观查到紫铜色表面。通过微观检查发现,不镀铅换热器四壁腐蚀产物主要是水胆石(Cu4(OH)6SO4),肋片换热器上侧腐蚀产物主要是五水硫酸铜(CuSO4(H2O)5)和铜矾(Cu3(OH)4SO4),肋片换热器下侧腐蚀产物主要是水胆石(Cu4(OH)6SO4)和铜矾(Cu3(OH)4SO4)。镀铅换热器四壁腐蚀产物主要是硫酸铅(PbSO4)和水胆石(Cu4(OH)6SO4),肋片换热器上侧腐蚀产物主要是硫酸铅(PbSO4),肋片换热器下侧腐蚀产物主要是硫酸铅(PbSO4)和五水硫酸铜(CuSO4(H2O)5)。
  ③由于换热器烟气侧表面腐蚀产物的不断累积,影响换热器的传热性能,热水器的热效率呈现不同程度的下降,除40kW热水器在高负荷运行时热效率明显下降,其它热水器热效率下降幅度均为4%左右。2000小时结束后,仅有28kW镀铅热水器和32kW镀铅热水器热效率符合国家二级能耗标准,28kW不镀铅热水器和32kW不镀铅热水器热效率符合国家三级能耗标准,40kW不镀铅热水器低于三级能耗标准。
  ④通过测定热水器换热器在试验周期过程中的质量变化计算得到腐蚀速率,28kW镀铅换热器腐蚀速率最大,40kW不镀铅换热器腐蚀速率最小,腐蚀速率的大小与功率无明显关系,与是否镀铅亦无明显关系。
  ⑤运用数值模拟方法分析肋片间烟气温度分布、流速分布和压力分布发现,肋片换热器下侧同上侧相比,温度高,流速快,压力大,下侧更易被腐蚀。肋片换热器下侧四管中间的两管同靠近换热器壁面的两管相比,中间两管与高温烟气的接触面更大,烟气流动快,肋片换热器下侧四管中间的两管更易被腐蚀。通过提高气源质量、降低过剩空气系数、改变换热器进出水位置以及采用防腐涂层等方法可缓解换热器腐蚀严重程度。
[专利] 发明专利 CN201410652628.X
重庆大学 2015-03-04
摘要:本发明涉及一种燃气流动监测装置和室内安全保护系统,装置包括叶轮片、叶轮轴、永磁铁、轴承、固定轴承机构、线圈和管道体,固定轴承机构安装在管道体内部的中心,在固定轴承机构的两端上安装有轴承,固定轴承机构内安装有永磁铁,叶轮轴的一端与叶轮片连接,叶轮轴的另一端穿过其中一个轴承、永磁铁后,与另一个轴承转动连接,叶轮轴与永磁铁形成转子,线圈固定在管道体内且围绕着固定轴承机构分布;系统包括所述的燃气流动监测装置、微电流放大器、控制器、风机,微电流放大器与线圈、控制器电连接,控制器还与风机电连接。有益效果是:结构简单,连接简单方便,操作方便,有效的实现了燃气流动的监控,监测运行稳定,提高了安全系数。
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