碳素余熱鍋爐的低溫腐蝕及其預(yù)防措施

發(fā)布時(shí)間：2023-06-13 12:47:15

1、煙氣露點(diǎn)：燃料中的硫燃燒后，生成SO2及少量的SO3，另外，在高溫或有原子氧的情況下，SO2 也可氧化一部分SO3，即SO2 [O]→SO3。SO3與煙氣

1、煙氣露點(diǎn)：

燃料中的硫燃燒后，生成SO2及少量的SO3，另外，在高溫或有原子氧的情況下，SO2 也可氧化一部分SO3，即SO2 [O]→SO3。SO3與煙氣中的水蒸氣形成酸霧（硫酸蒸汽），酸霧凝結(jié)時(shí)的溫度，稱為煙氣露點(diǎn)tid。煙氣露點(diǎn)遠(yuǎn)高于煙氣中水蒸汽的露點(diǎn)。

其數(shù)值可用儀器測(cè)出。也可根據(jù)燃料的熱值、灰分、硫份計(jì)算求得。

2、影響煙氣露點(diǎn)的因素

1）燃料的含硫量高，煙氣露點(diǎn)越高。煙氣中的SO3是影響露點(diǎn)的主要因素。硫酸蒸汽的濃度達(dá)10%時(shí)，露點(diǎn)高達(dá)190℃。

2）煙氣中水蒸汽分壓力高，即水蒸氣含量越高，露點(diǎn)越高。

3）過(guò)量空氣系數(shù)越大，則SO2轉(zhuǎn)化為SO3的越多，煙氣露點(diǎn)越高。

4）煙氣中飛灰多時(shí)，由于灰粒的活性作用能吸收一部分SO3，故能使煙氣的露點(diǎn)顯著降低。燃油鍋爐的煙氣中灰分少，所以對(duì)硫酸蒸汽吸附能力弱，所以即使硫分相同，燃油鍋爐的露點(diǎn)明顯高于燃煤鍋爐，燃油鍋爐的尾部受熱面的低溫腐蝕比燃煤鍋爐嚴(yán)重的多。

3、煙氣露點(diǎn)對(duì)余熱鍋爐的影響

導(dǎo)熱油爐一般不用考慮，因?yàn)楸跍剌^高。

1）露點(diǎn)腐蝕（低溫腐蝕）

當(dāng)受熱面的壁溫低于煙氣露點(diǎn)時(shí)，含有硫酸的蒸汽就會(huì)在受熱面上凝結(jié)成含有硫酸的液體，對(duì)受熱面產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。由于只有在受熱面上結(jié)露后才發(fā)生這種腐蝕，所以又稱露點(diǎn)腐蝕。

因?yàn)樗窃跍囟容^低的受熱面上發(fā)生的腐蝕，故又稱為低溫腐蝕。

影響腐蝕速度的因素有硫酸的濃度和壁溫。濃硫酸對(duì)鋼材的腐蝕速度很低，而當(dāng)濃度為50%左右時(shí)硫酸對(duì)碳鋼的腐蝕速度最大。對(duì)壁溫來(lái)說(shuō)，溫度高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度較快，腐蝕速度加快。所以由于各個(gè)低溫部位硫酸濃度和壁溫不同，腐蝕速度是有差別的。

舉例：圖片3、4：內(nèi)蒙碳素省煤器泄露；天津碳素余熱鍋爐省煤器泄漏

2）積灰

當(dāng)壁面溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，煙氣中的SO2、SO3遇水形成的亞硫酸、硫酸，會(huì)吸附煙氣中的灰塵，形成難以清除的黃垢，堵塞尾部受熱面（省煤器、空預(yù)器）的通道，不但增加流動(dòng)阻力，還影響傳熱。

3）鍋爐熱效率降低

煙氣露點(diǎn)溫度越高，為避免低溫腐蝕，排煙溫度就設(shè)計(jì)的越高，這樣排煙熱損失就越大，鍋爐熱效率就越低。

4、解決措施

1）設(shè)計(jì)階段

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)煙氣露點(diǎn)或根據(jù)燃料的熱值、硫分、灰分進(jìn)行計(jì)算求得煙氣露點(diǎn)，這樣在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，確保各部分受熱面的壁溫在負(fù)荷范圍內(nèi)（在各工況下校核計(jì)算）運(yùn)行時(shí)要高于露點(diǎn)，并留有一定的余量。

不同級(jí)別級(jí)的高露點(diǎn)煙氣處要求分別用不同壓力的的蒸汽參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)余熱鍋爐。

舉例：蒸發(fā)受熱面（如對(duì)流管束）

提高鍋爐的運(yùn)行壓力，使飽和水的溫度高于煙氣露點(diǎn)溫度。如蒸汽鍋爐實(shí)際使用壓力為0.8MPa，煙氣露點(diǎn)190度，鍋爐可設(shè)計(jì)為1.6MPa，這樣在1.6MPa運(yùn)行時(shí)，飽和水溫度為204℃，管子的壁溫高于204度，高于煙氣露點(diǎn)溫度，避免露點(diǎn)腐蝕。1.6MPa的蒸汽通過(guò)減溫降壓裝置進(jìn)行減壓，以滿足生產(chǎn)工藝要求。

另外，也不宜片面追求熱效率而設(shè)置低溫省煤器，以防因泄漏而影響主工藝裝置的正常運(yùn)行。

2）低溫受熱面（省煤器、空氣預(yù)熱器）

A 壁溫高于露點(diǎn)

a）增加預(yù)熱器提高進(jìn)水溫度或進(jìn)風(fēng)溫度，延緩露點(diǎn)腐蝕；如：蒸汽加熱器來(lái)加熱進(jìn)水或空預(yù)器的進(jìn)風(fēng)溫度；

b）設(shè)置熱力除氧器，提高進(jìn)水溫度，延緩腐蝕；

c）熱管技術(shù)

省煤器或空預(yù)器采用熱管技術(shù)，即避免低溫腐蝕又提高鍋爐的熱效率。

B、采用耐腐蝕材料：316L

C、涂噴耐腐蝕材料

D、堆焊耐腐蝕材料

E、低溫部位采用可拆卸式結(jié)構(gòu)等也是經(jīng)常采用的有效措施。

3）開(kāi)爐、停爐時(shí)的處置措施：在使用說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行描述或提出要求。