新泽知识：锅炉尾部设备低温腐蚀问题原因及解决方法

新泽知识：锅炉尾部设备低温腐蚀问题原因及解决方法
低温腐蚀是指硫酸蒸汽凝结在尾部受热面上而发生的腐蚀，这种腐蚀也称硫酸腐蚀。它一般出现在尾部烟道的脱硝装置、空气预热器及景点除尘器等设备上，脱硫装置的塔体和烟囱也经常发生低温腐蚀。一旦发生低温腐蚀，可能导致受热面泄漏，致使大量空气漏入烟气中，既增大排烟热损失，降低锅炉效率，又加大引风机负荷，增大风机电耗；同时还爱会出现低温积灰，降低锅炉出力；腐蚀严重时，可能导致大量受热面更换，造成巨大的经济损失。

一、造成低温腐蚀的原因

1、低温露点

烟气对受热面的低温腐蚀程度常用酸露点的高低来确定。烟气中硫酸蒸汽的凝结温度被称为酸露点。酸露点越高，腐蚀范围越广，腐蚀也越严重。

2、烟气中SO3的含量

烟气中SO3的含量是影响低温腐蚀的主要因素。这是因为随着烟气中SO3含量的增加，一方面会使烟气露点上升，另一方面会使硫酸蒸汽含量增加。前者使受热面容易结露引起腐蚀，后者使腐蚀程度加剧。

烟气中SO3的形成有以下三种途径：

①在炉膛高温作用下，部分氧分子分解离散成原子状态，原子氧将SO2氧化成SO3；

②烟气流过受热面时，烟气中的SO2在钢管便面的氧化铁膜Fe2O3的催化作用下，与烟气中的剩余氧结合成SO3；

③燃煤中的硫酸盐在燃烧时会分解出一部分SO3。

影响SO3生成量的因素如下：

①过量空气系数

过量氧的存在是SO2氧化为SO3的基本条件。所以，过量空气系数越大，过剩氧越多，SO3也越多。当过量空气系数降到1.05时，烟气中SO3生成量显著减少，其含量接近或小于危害浓度。

②燃烧工况

燃烧工况会影响火焰中心和火焰 末端温度。如果中心温度高，原子氧的含量就越高，因此生成的SO3多；相反，如果火焰末端温度高，此时生成的SO3又分解了。因此，为了降低SO3的生成量，火焰中心温度不宜过高，同时火焰不宜拖的太长。

③燃烧方式

在燃料含硫量相同的情况下，燃油炉的烟气露点要比煤炉高。

3、硫酸浓度、管壁上凝结的酸量以及管壁温度

研究表明，管壁上凝结下来的硫酸浓度、酸量以及管壁温度与低温腐蚀的速度有关。凝结酸量越多，腐蚀速度越快，但当凝结酸量大到一定程度时再增加凝结酸量也不会影响腐蚀速度；金属壁温越高，腐蚀速度也越快；硫酸浓度与腐蚀速度不成正比，当硫酸浓度较低时，碳钢的腐蚀速度随酸浓度增大而上升，到浓度为56%时，腐蚀速度*高，此时再增加硫酸浓度，腐蚀速度基本不变并保持一个非常低的数值。原因是硫酸的浓度达到56%以上时，在碳钢表面形成了一层钝化膜，从而使腐蚀速度大大降低。

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二、防止或减轻低温腐蚀的方法

1、提高受热面壁温，使壁温在酸露点以上

为了保证锅炉的经济运行，排烟温度的提高受到限制。提高壁温*常用的方法是提高入口空气温度，通常在燃用高硫燃料的锅炉中加装暖风器或采用热风再循环。

2、低温受热面采用耐腐蚀材料

为了解决低温腐蚀问题，燃用高硫燃料的锅炉中，低温段的管式空预器常采用耐腐蚀的玻璃管回转式空气预热器，采用耐腐蚀的搪瓷波形板或用搪瓷材料制造冷端受热面。由于抗腐蚀材料不能防止低温粘结积灰，因此必须加强吹灰。

3、采用降低露点或抑制腐蚀的添加剂（石灰石或白云石）

将添加剂混入燃料或直接吹入炉膛或过热器后的烟道中，添加剂会分解生成CaO，CaO与烟气中的SO3发生作用生成硫酸钙，从而降低烟气中SO3的压力，减轻低温腐蚀。

4、降低过量空气系数和减少漏风

烟气中的过量氧会增大SO3的生成量。无论是送入炉膛的助燃空气还是烟道的漏风，对SO3的生成量都有影响。因为在烟气流程中，只要有过剩氧的存在，SO2仍能继续变为SO3。因此，为防止低温腐蚀尽可能采用较低的过量空气系数和减少烟道的漏风，降低过量空气系数还可以提高锅炉效率，但前提应保证燃料的完全燃烧。

5、可以加氨中和SO3，降低烟气露点

由于氨是气体，在烟气中的扩散和化学反应很快。所以，它的用量小，且注入装置简单。但要注意喷射地点的选择，以免尾部受热面积灰。因为氨在600℃以上开始分解，在150℃以上才和SO2发生反应，所以氨喷射点的温度应在200~600℃之间。同时，NH4HSO活性强，它能在壁温高于露点的情况下腐蚀金属。所以，采用加氨中和SO3，应该提高加氨量，以免形成NH4HSO4。

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结语

综上所述，当锅炉燃用含硫量低的燃料时，可以适当提高排烟温度；随着燃料含硫量提高，在排烟温度提高的同时，应进行低氧燃烧，将过量空气系数控制在合理范围内，还可以使用耐蚀材料，提高空气预热器入口风温；当锅炉燃用高含硫燃料时，还应考虑使用添加剂防止低温腐蚀。
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