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    新泽知识:锅炉尾部设备低温腐蚀问题原因及解决方法

    2018-11-19 11:49:01  来源:山东新泽仪器有限公司

    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。

    新泽知识:锅炉尾部设备低温腐蚀问题原因及解决方法

    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。

    新泽知识:锅炉尾部设备低温腐蚀问题原因及解决方法
    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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