碳素余热锅炉的低温腐蚀及其预防措施

发布时间：2023-06-08 05:10:42

1、烟气露点：

燃料中的硫燃烧后，生成SO2及少量的SO3，另外，在高温或有原子氧的情况下，SO2 也可氧化一部分SO3，即SO2 [O]→SO3。SO3与烟气中的水蒸气形成酸雾（硫酸蒸汽），酸雾凝结时的温度，称为烟气露点tid。烟气露点远高于烟气中水蒸汽的露点。

其数值可用仪器测出。也可根据燃料的热值、灰分、硫份计算求得。

2、影响烟气露点的因素

1）燃料的含硫量高，烟气露点越高。烟气中的SO3是影响露点的主要因素。硫酸蒸汽的浓度达10%时，露点高达190℃。

2）烟气中水蒸汽分压力高，即水蒸气含量越高，露点越高。

3）过量空气系数越大，则SO2转化为SO3的越多，烟气露点越高。

4）烟气中飞灰多时，由于灰粒的活性作用能吸收一部分SO3，故能使烟气的露点显著降低。燃油锅炉的烟气中灰分少，所以对硫酸蒸汽吸附能力弱，所以即使硫分相同，燃油锅炉的露点明显高于燃煤锅炉，燃油锅炉的尾部受热面的低温腐蚀比燃煤锅炉严重的多。

3、烟气露点对余热锅炉的影响

导热油炉一般不用考虑，因为壁温较高。

1）露点腐蚀（低温腐蚀）

当受热面的壁温低于烟气露点时，含有硫酸的蒸汽就会在受热面上凝结成含有硫酸的液体，对受热面产生严重腐蚀。由于只有在受热面上结露后才发生这种腐蚀，所以又称露点腐蚀。

因为它是在温度较低的受热面上发生的腐蚀，故又称为低温腐蚀。

影响腐蚀速度的因素有硫酸的浓度和壁温。浓硫酸对钢材的腐蚀速度很低，而当浓度为50%左右时硫酸对碳钢的腐蚀速度最大。对壁温来说，温度高时，化学反应速度较快，腐蚀速度加快。所以由于各个低温部位硫酸浓度和壁温不同，腐蚀速度是有差别的。

举例：图片3、4：内蒙碳素省煤器泄露；天津碳素余热锅炉省煤器泄漏

2）积灰

当壁面温度低于露点温度时，烟气中的SO2、SO3遇水形成的亚硫酸、硫酸，会吸附烟气中的灰尘，形成难以清除的黄垢，堵塞尾部受热面（省煤器、空预器）的通道，不但增加流动阻力，还影响传热。

3）锅炉热效率降低

烟气露点温度越高，为避免低温腐蚀，排烟温度就设计的越高，这样排烟热损失就越大，锅炉热效率就越低。

4、解决措施

1）设计阶段

现场实测烟气露点或根据燃料的热值、硫分、灰分进行计算求得烟气露点，这样在设计计算时，确保各部分受热面的壁温在负荷范围内（在各工况下校核计算）运行时要高于露点，并留有一定的余量。

不同级别级的高露点烟气处要求分别用不同压力的的蒸汽参数来设计余热锅炉。

举例：蒸发受热面（如对流管束）

提高锅炉的运行压力，使饱和水的温度高于烟气露点温度。如蒸汽锅炉实际使用压力为0.8MPa，烟气露点190度，锅炉可设计为1.6MPa，这样在1.6MPa运行时，饱和水温度为204℃，管子的壁温高于204度，高于烟气露点温度，避免露点腐蚀。1.6MPa的蒸汽通过减温降压装置进行减压，以满足生产工艺要求。

另外，也不宜片面追求热效率而设置低温省煤器，以防因泄漏而影响主工艺装置的正常运行。

2）低温受热面（省煤器、空气预热器）

A 壁温高于露点

a）增加预热器提高进水温度或进风温度，延缓露点腐蚀；如：蒸汽加热器来加热进水或空预器的进风温度；

b）设置热力除氧器，提高进水温度，延缓腐蚀；

c）热管技术

省煤器或空预器采用热管技术，即避免低温腐蚀又提高锅炉的热效率。

B、采用耐腐蚀材料：316L

C、涂喷耐腐蚀材料

D、堆焊耐腐蚀材料

E、低温部位采用可拆卸式结构等也是经常采用的有效措施。

3）开炉、停炉时的处置措施：在使用说明书中进行描述或提出要求。