随着我国经济的快速发展,所需的能源消耗越来越大,工业生产用电需求量逐年攀升,引领国家总用电量维持了一个较高的增长速率,我国的发电量也保持了较快的增长趋势。虽然火电在总装机总量的比重有所下降,但火电装机容量仍在保持较快发展,火电仍然在我国发电工业中占据较大比例。在相当长的一段时间内,我国以煤炭消费为主的能源消费格局将不会发生较大变化。电站燃煤中的硫成份氧化燃烧后生成的三氧化硫与水蒸汽结合生成硫酸蒸气,其容易在低于酸露点温度的壁面上冷凝沉积,造成低温受热面的腐蚀。随着我国火电装机容量的增长,对受热面的低温腐蚀研究愈加迫切,而硫酸蒸气的冷凝速率是影响低温腐蚀的重要因素。本文基于扩散传质理论,建立了描述硫酸蒸气冷凝沉积过程的数值模型,系统的研究了不同烟气条件对硫酸蒸气在低温受热面上的冷凝沉积速率的影响,并在搭建的低温冷凝实验台上对硫酸蒸气的冷凝沉积特性进行了实验研究,并将实验结果与数值计算结果进行对比,完善并提高了数值模型的正确性和可靠性。本文利用相平衡和逸度方程理论,建立了描述低温壁面上冷凝酸溶液浓度的数学模型,并依据此模型编写了MATLAB程序,对不同烟气条件下低温壁面上冷凝酸液浓度进行了预测。以此计算结果作为Fluent软件的边界条件,并编写了Fluent软件的用户自定义函数,考察了不同烟气条件下硫酸蒸气在低温受热面上的冷凝沉积速率。结果表明:烟气中水蒸汽含量增加和壁面温度减小均会降低壁面上的冷凝酸液浓度;由于壁面温度的升高,会提高铜板表面酸蒸气的饱和分压,增大了传质阻力,从而降低了硫酸的冷凝沉积速率;随着酸蒸气体积分数的增加,壁面处与烟气中的酸蒸气浓度差增大,传质阻力减小,酸蒸气沉积速率变大;而烟气中水蒸汽含量变化时,对硫酸蒸气分压造成的影响极其微小,使得硫酸的冷凝沉积速率变化不大;由于较高的烟气流速会增大铜板表面的气流扰动,降低传质阻力,从而增加了烟气中酸蒸气与气液交界面处酸蒸气之间的质量传递。同时采用搭建硫酸蒸气低温冷凝实验台的方法,对数值模拟的结果进行实验验证。结果表明,数值计算结果与实验结果趋势吻合良好,证明了数值计算模型的正确性和可靠性。对于硫酸蒸气在低温受热面上的冷凝沉积问题,数值模拟方法体现了重要的实用价值,为低温受热面的设计及防腐措施的制定提供了可靠地理论依据。