浅析锅炉尾部受热面低温腐蚀与防止 李红田
浅析锅炉尾部受热面低温腐蚀与防止李红田
发表时间：2018-01-26T18:13:13.717Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：李红田[导读] 摘要：低温露点腐蚀一般是由于燃料释放出来的酸性物质而造成的，长期存在将影响到机组的安全运行，本文对锅炉尾部受热面低温露点腐蚀的原因进行了分析，并提出了降低腐蚀的可行预防措施。
（山西启光发电有限责任责任公司山西晋中 030600）摘要：低温露点腐蚀一般是由于燃料释放出来的酸性物质而造成的，长期存在将影响到机组的安全运行，本文对锅炉尾部受热面低温露点腐蚀的原因进行了分析，并提出了降低腐蚀的可行预防措施。
关键词:锅炉尾部受热面低温腐蚀防护措施
Abstract:Low temperature dew point corrosion is usually caused by the release of acid from fuel,and the long-term existence will affect the safe operation of the unit.This paper analyzes the causes of low temperature dew point corrosion at the rear heating surface of boiler and puts forward protective feasible measures.
Key words:boiler tail heating surface; low temperature corrosion; protective measures
一、低温腐蚀产生机理
低温腐蚀常发生在壁温最低的空气预器低温段，低温腐蚀的产生是由于燃料中所含有的硫份在燃烧的过程中，大部分或者全部形成二氧化硫（SO2），其化学方程式为：S + O2= SO2, SO2经过与锅炉内的氧气反应，在催化剂的作用下进一步形成三氧化硫（SO3），表达式为SO2+ O2= SO3，最后SO3再与烟气中的水蒸气结合，生成含有硫酸蒸汽，表达式为SO3+H2O=H2SO4。在这些反应中以生成SO3最为关键。在一般情况下，如果没有催化剂，烟气中的只有0.5%～1%左右的SO2转变为SO3。而在存在催化剂的情况下，生成的SO3就明显的增多。其中，飞灰中的V2O5、Fe2O3等都是催化剂。且当壁面温度低于硫酸蒸汽的露点时，硫酸蒸汽就会凝结在壁面上腐蚀传热元件，腐蚀使元件表面粗糙，酸液湿润的元件上不断粘接飞灰，从而使腐蚀加剧。
二、影响低温腐蚀的因素
2.1烟气露点
烟气中的某中气体从烟气中凝结出来的温度，称为该气体的露点。当烟气中含有三氧化硫时，烟气露点大大升高。其原因主要是烟气中的三氧化硫与水蒸汽作用生成的硫酸蒸汽，而其凝结温度（也称酸露点）大大高于水露点的缘故。
2.2燃料中的含硫量
硫是导致锅炉尾部受热面低温腐蚀的重要物质，而硫的产生主要来自于燃料，一般情况下，燃煤的质量对于硫化物的产生有直接关系，如果煤炭中的含硫量超过百分之一时，其燃烧过程中所产生硫化物对锅炉尾部受热面所造成的低温腐蚀就会超过其所能承受的最低限度，即使在露点超过130℃的情况下，含硫雾气仍然会液化，从而对尾部受热面造成严重的腐蚀。所以燃烧物中含硫量的多少直接关系到低温腐蚀的程度，要想控制低温腐蚀就需要加强燃料管理。
2.3过量空气系数
过剩氧的存在是使SO2氧化成SO3的基本条件。空气过剩系数越大，过剩氧越多，SO3也越多。随着空气过剩系数的降低，烟气中的SO3浓度显著减少，接近或小于腐蚀危险浓度，同时露点也随之降低。经试验得知，当空气过剩系数小于1.1(含氧量小于2%)时，露点会急剧下降。所以，低氧燃烧是避免锅炉尾部低温腐蚀的有郊措施。
2.4受热面壁温
低温受热面的最低壁温若低于烟气的酸露点,则硫酸蒸汽就会凝结在低温受热面上,使低温受热面发生严重的腐蚀。空气预热器的壁温(不考虑灰垢的影响)可用下式计算:
tb=tk+(θy-tk)/(1+akH/ayHy)
式中 tb—壁面温度,℃;
tk—空气预热器冷空气进口温度,℃;
θy— 排烟温度,℃;
ak,ay—空气侧及烟气侧放热系数,w/(m2.℃);
Hk,Hy,—空气侧及烟气侧受热面积,m2
由上式可见,提高排烟温度θy,可以提高壁温tb,减轻腐蚀。但提高排烟温度θy,会增加排烟热损失,降低锅炉工作的经济性。目前,采用提高排烟温度θy的办法来提高壁温tb,也只能使空气预热器冷端壁温高于水露点,如果使空气预热器冷端壁温高于酸露点,则排烟温度θy将会提高到极不合理的数值。提高冷空气进口温度tk,可以提高壁温tb,减轻腐蚀。但要相应提高排烟温度θy,否则锅炉内气体进出口温差小,不利于传热。因此,这一方法也只能保持壁温tb在水露点以上。
三、锅炉低温腐蚀的防止措施
3.1严格控制燃料指标
燃煤中的硫是是形成硫化物的主要来源，因此要从源头进行严格控制。在燃煤采购时，尽量选择含硫量少的燃煤，从而减少燃烧过程中硫的产生。针对坑口电厂燃煤无法选择时，可以进行技术改造加装炉前脱硫系统与炉内脱硫系统相互配合，从而减少SO2的排放量，既可以防止低温腐蚀，又可以使环保指标达标。
3.2降低过量空气系数和减少漏风
烟气中的过量氧会增大SO3的生气量。无论是送入炉膛的助燃空气还是烟道的漏风，对SO3的生成都有影响。因为在烟气流程中，只要有过量氧的存在，SO2仍能继续变成SO3。为了控制氧气含量，在锅炉运行过程中要做好氧气含量检测工作，严格控制空气系数，如果系数超标，要及时调整。因此，为防止低温腐蚀尽可能采用较低的过量空气和减少烟气的漏风，降低过量空量系数还可以提高锅炉效率，但前提应保证燃料的完全燃烧。另外，尽量避免锅炉在低负荷下长时间运行,随着负荷的降低,锅炉的露点也会随之降低,更容易造成排烟温度低于露点温度,而引起或加剧尾部受热面金属的低温腐蚀。