锅炉空气预热器低温腐蚀情况处理
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锅炉运行中的高温腐蚀、高温氧化和低温腐蚀:机理与应对策略一、高温腐蚀高温腐蚀是锅炉运行中最为常见的腐蚀类型之一。
在高温环境下,锅炉的金属壁面会受到氧化、硫化、氯化等化学反应的侵蚀,从而造成金属壁面的损伤和破坏。
高温腐蚀的主要影响因素包括温度、气氛组成、金属材料等。
1.温度:高温腐蚀通常发生在锅炉的高温区域,如燃烧器、过热器和再热器等部位。
随着温度的升高,金属表面的氧化反应速率也会加快,导致腐蚀加剧。
2.气氛组成:气氛组成对高温腐蚀的影响主要体现在氧气浓度、硫化物和氯化物等腐蚀性气体浓度等方面。
高氧气浓度和腐蚀性气体浓度会加速金属表面的氧化和腐蚀反应。
3.金属材料:不同种类的金属材料对高温腐蚀的敏感性不同。
例如,铁基合金在高温下容易发生氧化反应,而镍基合金则具有较好的抗高温腐蚀性能。
为了减轻高温腐蚀,可以采取以下措施:1.选用具有抗高温腐蚀性能的金属材料,如镍基合金等。
2.控制锅炉运行温度,避免超温现象。
3.改善锅炉内部气氛组成,减少腐蚀性气体浓度。
4.在金属表面涂覆防护涂层,如抗氧化涂层等。
二、高温氧化高温氧化是指金属在高温下与氧气发生反应,生成金属氧化物的过程。
高温氧化会使得金属壁面变厚、粗糙,甚至出现裂纹,从而影响锅炉的安全运行。
高温氧化的主要影响因素包括温度、氧气浓度和金属材料等。
随着温度的升高,金属氧化反应速率会加快,导致氧化层增厚;高氧气浓度也会促进金属氧化反应的进行;不同种类的金属材料对高温氧化的敏感性不同。
为了减轻高温氧化,可以采取以下措施:1.控制锅炉运行温度,避免超温现象。
2.改善锅炉内部气氛组成,减少氧气浓度。
3.采用耐高温氧化性能较好的金属材料。
4.在金属表面涂覆抗氧化涂层,如搪瓷等。
三、低温腐蚀低温腐蚀是指烟气中的硫酸蒸汽在较低温度下与金属表面发生化学反应,导致金属壁面损伤和破坏的现象。
低温腐蚀通常发生在锅炉的低温区域,如空气预热器等部位。
低温腐蚀的主要影响因素包括烟气成分、温度和金属材料等。
空气预热器烟气露点腐蚀及处理根据甲乙酮生产中,热媒炉空气预热器操作运行中存在的问题,指出了烟气露点腐蚀的危害性,分析了产生露点腐蚀的原因,提出了有效的露点腐蚀处理措施,实践证明该处理措施具有较强的操作性。
标签:热媒炉;露点腐蚀;空气预热器1 引言在甲乙酮生产中,热媒炉为热媒炉系统的主要设备,也为各岗位设备提供热量。
兰州石化公司助剂厂甲乙酮自2009年投用以来,使用北京航天十一所提供的1台1400万大卡/小时的热媒炉。
在使用过程中于2012年4月出现了空气预热器露点腐蚀问题。
为此,我们采取并处理空气预热器出现露点腐蚀,取得了较好的效果,为今后的甲乙酮安全生产打下了坚实基础。
2 工艺流程简介来自热油储罐的导热油经燃料气加热后在炉内燃烧,燃烧时所用的空气由风机提供。
燃烧生成的烟气从炉子底部出来后先进入一级预热器,位于烟气低温段,二级预热器位于烟气高温段。
环境温度下,和风机送来的的冷风先通过一级预热器加热至一定温度,再进入二级预热器继续升温。
烟气最后从空气预热器顶部排出并进入烟囱高空排放。
该预热器为管式结构,其流动布置烟气走管外,空气走管内,换热管错排。
目的是利用出炉烟气加热空气,使进炉空气的温度升高,从而有效的提高热媒炉的热效率。
3 产生的问题3.1 在使用过程中空气预热器出现的问题:在冬季温度较低时,热媒炉烟道膨胀节接缝处出现的露点腐蚀现象。
主要是由于设备内壁的温度低于露点温度,从而造成露点腐蚀现象的生成,导致不断有液体凝结出来并往下滴。
严重影响了传热效率,从而大大降低了炉子的热效率。
这种黏性的结灰生硬,利用清灰的方法根本无法实现。
凝结出来的液体在冬季不但吸附空气中的灰尘,颜色呈浅绿色,具有很强的腐蚀性。
空气预热器在使用了接近3年,在2012年4月检修中打开后出现镀有搪瓷碳钢换热管有腐蚀穿孔现象,导致烟气局部过冷,会加速尾部换热管壁面的腐蚀,久而久之就会使换热管壁面全部腐蚀穿孔。
换热管壁面穿孔后烟气与风的配比不准确,而且影响控制系统“手动、自动”的切换,使得燃烧器无法正常工作,甚至有时导致停车或点炉失败现象。
运行中如何防止低温受热面的积灰和腐蚀一、前言锅炉低温受热面的积灰和腐蚀,是制约锅炉安全稳定运行的一个不可忽视的重要因素。
受热面的积灰和腐蚀是无法完全避免的,我们只能设法减轻。
降低低温腐蚀速度是减轻低温腐蚀、延长设备使用寿命的关键所在。
寻找影响低温腐蚀速度的因素。
是控制低温腐蚀的基本出发点。
而低温腐蚀又是如何产生的呢?这是控制腐蚀实质性的问题。
只明明确了低温腐蚀的机理、影响因素,才能从运行调整方面采取有针对性的措施,防止和控制低温腐蚀的速度,达到延长低温受热面使用寿命的目的。
二、受热面低温积灰腐蚀的机理锅炉的低温腐蚀是要是发生在空气预热器、省煤器、烟道、引风机、炉墙护板、吊架、烟囱等处。
我们使用的燃烧粉锅炉,由于煤中含有硫份,燃烧后会生成SO2,其中一部分遇烟气中的剩余氧份又转化为SO3,它能提高酸的露点温度,在低于露点温度的金属表面上与烟气中的水蒸汽结合形成硫酸溶液。
由于硫酸溶液不仅与金属受热面产生化学反应,而且也于碱性灰(灰中的碱金属和CaO等)反应,因而导致金属腐蚀和沾污。
造成低温受热面的腐蚀和积灰。
通过分析明确了低温受热面积灰腐蚀的机理后,从运行角度探讨影响低温受热面积腐蚀的因素。
三、影响低温受热面积灰腐蚀运行方面的因素1.锅炉的燃烧方式。
我们知道燃烧方式的改变会改变炉膛内的燃烧温度,有资料表明:炉膛燃烧温度的变化对SO3的生成及露点温度有一定的影响。
一般认为火焰温度越设置则SO3的转化率越高,露点温度相应增高一些。
但由于悬浮燃烧的锅炉(我们厂)燃烧生成的碱性习灰对SO3有较强的吸附能力,因此烟气中的SO3含量及露点温度又有一定的降低。
所以应控制炉膛燃烧温度不宜过高,降低SO3的转化率。
2.烟气中的含氧量。
烟气中的含氧量越高则积灰速度越大,这是因为烟气中的含氧量越大说明炉膛中的过剩空气量越大,由于炉膛过剩空气量的增大,一方面炉膛出口产生还原性气体NO,它的产生使炉膛出口灰的熔点降低,加剧了积灰结焦。
空气预热器常见故障原因和解决方法摘要:本文分析了空气预热器在运行中易出现的漏风、低温腐蚀、积灰、二次燃烧和风烟系统阻力增大风机喘振等现象。
如果在设计和运行上对这些问题处理不当,将对锅炉安全性和经济性构成严重威胁。
所以我们要认真分析回转式空预器可能存在的故障以及解决办法。
关键词:空气预热器;常见故障;检修工艺空气预热器布置在锅炉后烟井末级省煤器后面,做为提高锅炉热效率的重要手段,被广泛的应用在实际生产中。
它的主要作用:1:强化燃烧,增强燃烧稳定性及提高燃烧效率;2:强化传热,改善燃烧,提高炉膛内烟气平均温度;3:提高锅炉效率,减少了化学不完全燃烧损失和机械不完全燃烧损失。
在正常运行过程中,由于受到内部或外部高流速物质的磨损、腐蚀,如烟气灰粒、硫化物对传热元件的侵蚀损伤会造成空预器堵塞,出现热风温度降低、排烟温度下降、引送风机电流增大的现象,给锅炉的安全、经济、稳定运行带来非常不利的影响,为此必须对空预器定期进行检修和更换。
一、空预器在运行过程中发生的故障及原因分析1.1空预器漏风率大回转式空气预热器主要由两部分组成即转子和外壳,其中换热需要的蓄热元件布置在转子上。
旋转的转子和静止的外壳在旋转的过程中势必有间隙存在,这种间隙构成了漏风的通道。
空气预热器处于风烟系统的位置有负压侧的烟气和正压侧的空气,风烟之间的压差,形成了漏风的动力。
漏风的形式有直接漏风和携带漏风;两侧压差存在通过间隙漏风的形式称为直接漏风;转子上大量的蓄热元件构成很大的容积,这样转子转动时,势必会携带一部分空气进入烟气侧这种漏风称维携带漏风。
经对空预器进行漏风试验,空预器漏风是由携带漏风和直接漏风两部分组成,原因主要有:(1)安装原因造成的外漏。
由于安装质量等原因,造成空预器一次风侧人孔门、旁路密封人孔门、中心筒密封未加装密封填料漏风,非金属膨胀节法兰紧固不牢固漏风,挡板门轴头漏风,以及其他焊口漏焊、开焊漏风。
(2)设计漏风。
由于施工安装质量原因,投产初期空预器运行时电流摆动大,由于转子密封片与扇形板间距小,经常造成空预器转子犯卡,因此解除自动调节装置,采用手动调节扇形板,造成空预器密封间隙增大,漏风增加。
冶金动力2012年第2期32Ⅻr A LL U R G I C A L Paw E R总第150期燃气锅炉低温腐蚀预防研究与应用陈建(攀钢集团攀枝花钢钒有限公司能源动力中心,四川攀枝花.617000)【摘要】详细介绍了攀钢能源动力中心D G2409.82一Ⅲ1型燃气锅炉低温腐蚀问题的成功解决,包括防腐蚀方案的选择,烟气露点温度的确定,以及暖风器系统设计,暖风器运行控制方案等方面。
为行业内燃气、燃油等锅炉低温腐蚀预防及解决提供了借鉴。
【关键词】燃气锅炉;低温腐蚀;露点温度;暖风器【中图分类号】T K229【文献标识码】B【文章编号】1006—67“(2012)02—0032—04R e s ear ch and A ppl i cat i on of Low—t em per a t ur e C or r os i onPr e vent i on M e t hod f or G嬲娟r ed B oi l erC H EN Ji粕西e斜so啪e5田矗户孤r ce啦r’胁M m船ef一‰础吼阮。
£砬,砌增吼g G r o吼肋融访峨鼢^I姗6J7D D D;饿叫【A bst随ct】吼e l ow—t em per at ur e con.osi on pr obl e m of D G,140哆.82一Ⅲ1g鹤一f i r ed boi l er of t ll e Ene瑚r S our c es锄d Pow er C e nt e r of Pang蛐g G r oup is i nt r oduced.,11li s pr obl e m h船been successf hⅡy∞l ved now..nI e i m pr ovi ng m e鹊ur es i nc l ude s el ect i on of舳t i—con℃s i ons chem e,det em i nat i on0f de w poi nt t em pem t ur e of nue g鹊,de si gn of ai r heat er syst em,c∞一t r ol s chem e of ai r heat er oper at i on.h舀ves a r ef er enc e t o l ow—t em pe咖re co玎osi o n pr even—t i on of g昭一f i r ed boi l er and oi l一6r ed boi l er i n i ndust r y.【l【ey w oH l s】g够一f i r ed boi l e r;l dw—t e m pem t ur e corr os i on;dew poi nt t em pem t ur e;a i r heat er1前言能动中心55M w机组配备有D G2409.82一Ⅲl 锅炉一台,锅炉额定蒸汽压力为9.8M Pa,额定蒸汽温度540℃。
碳素烟气余热锅炉的低温腐蚀及其预防措施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。
S O3与烟气中的水蒸气形成酸雾(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。
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,含有的蒸汽就会在受热面上凝结成含有的液体,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的浓度和壁温。
浓对钢材的腐蚀速度很低,而当浓度为50%左右时对碳钢的腐蚀速度。
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、,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。
空预器运行中常见缺陷及处理方法摘要:空预器是锅炉不可缺少的一部,也是提高锅炉经济性能重要的组成部分,所以改善空预器的运行状态至关主要,在采用耐磨、耐腐蚀材料的同时,应严格控制与监视锅炉各个参数的运行状态。
本文总结了空预器运行过程中的常见缺陷,分析了这些缺陷出现的原因以及它们对锅炉运行的危害,并重点探讨了预防和处理这些常见缺陷的措施和方法。
关键词:空预器;常见缺陷;处理方法空预器又叫空气预热器,空预器是锅炉的重要部件之一。
空预器在空气进入锅炉之前对其进行加热,可以有效地减少对锅炉内部热量的吸收,达到节能减排的目的。
但是,在空预器的运行过程中,常常会出现一些问题,对锅炉的安全、经济运行受到影响。
归纳空预器运行过程中的常见缺陷,分析出现缺陷的原因,探讨相应的预防和处理措施具有重要的现实意义。
1 空预器运行中常见缺陷及其危害空预器运行中常见的缺陷一般有 3 种,即堵塞、腐蚀和漏风。
1.1 空气预热器堵塞原因分析省煤器输灰器设计不合理,锅炉投运后,省煤器输灰器长期不能正常运行,大量粗灰随烟气流进空气预热器,在空气预热器一些死角积存,导致空预器阻力增加,堵塞的可能性增加;锅炉在设计时,在空气预热器与风机之间设有暖风器,锅炉调试时将暖风器投运,效果极差,试验证明无实际意义,但暖风器阻力较大,影响风、烟道阻力,虽然进行了部分割除,但不彻底,增大烟道阻力,加大空气预热器堵塞的可能性;锅炉检修期间,空气预热器受潮,锅炉检修时,用高压水对空气预热器进行冲洗,在空气预热器未彻底干燥的情况下启动引、送、一次风机运行,导致灰尘粘接在空气预热器上,导致通道变小,进一步加大了空气预热器的堵塞。
1.2 低温腐蚀的原因分析锅炉燃料中含有硫。
当燃料中含有较多硫时,燃料燃烧后大部分产生SO2,在一定条件下SO2进一步氧化变成SO3,SO3气体与水蒸汽结合就会生成硫酸蒸汽,其凝结露点温度高达120℃以上,露点温度越高,烟气含硫量就会越大,腐蚀性就会越严重。
锅炉空气预热器冬季堵灰问题分析及治理措施作者:何晓强来源:《中国新技术新产品》2013年第06期摘要:空气预热器多用于燃煤电站锅炉,但由于种种原因,锅炉空气预热器往往容易发生堵灰问题,给锅炉运行带来巨大的安全隐患。
本文结合实例,就锅炉空气预热器冬季堵灰现象、原因进行分析,并有针对性地采取了治理措施。
治理效果明显,有效保证了锅炉空气预热器的正常运行,其经验值得参考。
关键词:空气预热器;堵灰;原因;热风再循环;进口风温;治理中图分类号:TM62 文献标识码:A锅炉空气预热器是利用锅炉尾部的烟气余热来加热空气的换热设备。
一般多用于燃煤电站锅炉,目的是提高锅炉的热交换性能,降低能量消耗,可分为管箱式、回转式两种,目前电站锅炉较常采用回转式预热器。
但由于回转式预热器结构复杂和自身特点,锅炉空气预热器往往容易发生堵灰问题。
若不妥善处理,将对锅炉安全、稳定和经济运行构成严重威胁。
某电厂采用的回转再生式三分仓空气预热器,在去年冬季发生多次堵灰问题,严重影响锅炉安全稳定运行。
给电厂造成重大经济损失,现就堵灰发生过程原因分别进行分析,并提出治理措施以确保锅炉安全稳定运行。
1锅炉空气预热器冬季堵灰问题分析1.1 煤质因素一般而言,当煤的折算硫分Ss>0.2%,属于高硫分煤范畴。
空气预热器堵塞期间煤因发热量降低,平均折算硫分是设计值的2倍。
据有关资料介绍,硫露点温度与煤折算硫分的立方根成正比,即露点温度t1d=f(Ss1/3)。
发生空气预热器堵塞期间,按煤的最大折算硫分达到0.37%时的露点温度升高到90.1℃,比85℃的设计值高5℃。
受硫酸浓度增加和露点温度升高的双重影响,在空气预热器冷端金属元件发生腐蚀的同时加剧空气预热器沾灰堵塞。
1.2 空气预热器蒸汽吹灰压力原控制蒸汽吹灰器提升阀后的压力为0.6MPa,但发现空气预热器压差增加,即使长期投入蒸汽吹灰也不能降低压差,说明吹灰器在此压力工作对空气预热器积灰没有疏通作用。
空气预热器讲解空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置。
由于它工作在烟气温度最低的区域,回收了烟气热量、降低了排烟温度,因而提高了锅炉效率;而且还由于空气的预热强化了燃料的着火和燃烧过程。
减少了燃料的不完全燃烧热损失,进一步提高了锅炉效率:此外,空气预热还能提高炉膛内烟气温度,强化炉内辐射热,因此,空气预热器已成为现代锅炉的一个重要组成部分。
空气预热器按照传统方式可分为两大类:导热式和蓄热式(再生式)。
在导热式空气预热器中,热量连续地通过壁面从烟气侧传给空气,且烟气和空气各有自己的通路。
钢管式空气预热器是导热式空气预热器中最常用的一种。
在蓄热式空气预热器中烟气和空气交替地流过蓄热面。
当烟气流过蓄热面时,热量由烟气传给蓄热面金属,并由金属蓄积起来。
当空气流过受热面时,金属就将蓄积的热量传给空气。
依靠这样连续不断地循环来加热空气。
回转式空气预热器就是依靠蓄热方式来传热的。
一.我厂回转式空气预热器的技术规范本体型号:32.5-VI-79SMRTRI型式:三分仓转子回转再生式数量:2台/炉组件总成直径:14.25m总受热面积:(有效)47,845m2组件总成高度:2.97m转速:0.85rpm制造厂家:ABB公司电机及其它电机功率(主要/备用):30/30kw转速:1475r/min电源要求:380V∕3⅛∕50HZ电机额定电流(主要/备用):68/68A绝缘等级(主要/备用):F/F定子绕组接法(主要/备用):Y电机制造厂家:Siemens气动马达型式:活塞式制造厂家:Ingersoll-Rand为ABBADI气动马达气源压力:0.4・0.7MPa减速器制造厂家:ABB的分包商SUmitomO转速比:152.985:1导向轴承油循环电机功率:0.37kw制造厂家:Siemens电源要求:380v∕3相/50HZ油泵制造厂家:RoPer过滤器制造厂家:CUnO热交换器制造厂家:ThermalTranSfer■冷却水压:0.8MPa冷却水流量:0.2—L45kg∕s恒温器制造厂家:Fenwal单相z50HZ支持轴承油循环电机功率:0.37kw制电源要求:220VACz造厂家:Siemens电源要求:380v∕3相/50HZ油泵制造厂家:Viking过滤器制造厂家:PTITechnologies热交换器制造厂家:ThermalTransfer冷却水压:0.8MPa冷却水流量:0.2-1.45kg∕s恒温器制造厂家:Fenwal电源要求:220VAC,单相,50HZ空预器元件材料厚度(mm)高度(mm)温度(平均/最低)℃热端元件中碳钢0.51067295.9/215.9中间元件中碳钢0.5635160.3/107.0冷端元件低合金高强度钢或相当者1.230584.3/74.7随着电站锅炉参数的提高和容量的增大,钢管式空气预热器也随着显著增大,这给尾部受热面的布置带来了很大困难,因而大容量锅护常采用结构紧凑,重量较轻的回转式空气预热器。
空气预热器腐蚀原因及防腐措施作者:武恒泽龚庆鑫王长龙来源:《商品与质量·学术观察》2013年第07期摘要:简述加热炉空气预热器的作用,说明近年来在检验中发现的腐蚀状况及原因,提出预防腐蚀的措施。
关键词:空气预热器腐蚀露点温度防腐措施一、概述空气预热器是利用烟气余热来提高燃烧时所需空气温度的热交换设备,它装在锅炉垂直对流烟道的尾部,是整个锅炉机组中金属温度最底的受热面,也是锅炉沿烟气流程的最后一个受热面。
空气预热器是现代锅炉的重要组成部分。
[1]它的工作原理是:受热面的一侧通过烟气、另一侧通过空气,进行热交热,使空气得到加热,提高温度;使烟气排烟温度下降。
(预热器流程图见图—1)。
空气预热器有如下作用:1、改善并强化燃烧。
当经过预热器后的热空气进入炉内,加速了燃料的干燥、着火和燃烧过程,保证炉内稳定燃烧,起着改善、强化燃烧的作用。
2、强化传热。
由于炉内燃烧得到改善和强化,加上进入炉内的热风温度提高,炉内平均温度水平也有提高,从而可强化炉内辐射传热。
3、提高加热炉热效率。
由于炉内燃烧稳定,辐射热交换的强化,可以降低化学不完全燃烧损失;另一方面,空气预热器利用烟气余热,减少排烟热量损失,提高加热炉热效率。
二、空气预热器腐蚀现状根据最近几年我特检所对丹东各企业的检验发现,空气预热器普遍出现积灰和腐蚀现象。
当空气预热器产生积灰时,使炉膛出口温度过高,造成加热炉达不到额定负荷运行,而且排烟温度较高,预热器热效率较低。
预热器中换热管的低温腐蚀现象较为严重,集灰斗下的排污口就会开始流出“酸水”。
随着时间的推移,腐蚀不断恶化,影响燃烧器的正常燃烧,燃烧不充分、冒黑烟,加热炉的热效率降低、能耗上升,被迫甩掉预热器。
三.空气预热器腐蚀原因分析3.1烟气露点腐蚀加热炉使用的燃料主要是燃料油、瓦斯和煤。
造成露点腐蚀的直接原因是含硫燃料在燃烧时生成了含SO2、SO3的烟气,烟气经过换热温度下降,当下降到其露点温度时,烟气中的可凝结组分冷凝下来形成露滴—即“结露”,“结露”后形成了腐蚀性强的硫酸、亚硫酸溶液,于是对金属设备造成腐蚀。
加热炉的低温露点腐蚀摘要随着节能工作的不断发展,要求管式加热炉的排烟温度越来越低。
但是往往在空气预热器、余热锅炉等预热回收设备的换热面上产生强烈的低温露点腐蚀,甚至在不到一年的运转时间内,换热面就严重腐蚀穿孔,使管式炉不能正常运行。
可以说,低温露点腐蚀已经成为降低管式炉排烟温度、提高热效率的主要障碍。
一、低温露点腐蚀的定义及其有关因素燃料在燃烧时,其中氢(H2)和氧(O2)化合生成水蒸气(H2O),而燃烧器大部分又采用蒸汽雾化,因而是炉子中的烟气带有大量的水蒸气。
另外,燃料中的硫(S)在燃烧后生成二氧化硫(SO2),其中少量的SO2进一步又氧化成三氧化硫(SO3)。
含有硫酸蒸气的烟气露点大为升高,当受热面的壁温低于露点时,含有硫酸的蒸气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。
因为它是在温度较低的受热面上发生的腐蚀,故称低温腐蚀。
由于只有在受热面上结露才发生这种腐蚀,所以又称露点腐蚀。
露点温度的高低除与燃料中的含硫量有关外,还与过剩空气系数和三氧化硫的生成量等因素有关。
炉膛温度越高,过剩空气越少,则燃料中的SO2被氧化成SO3的份额就越小,露点温度越低。
一般资料上提供的露点温度与燃料含硫量的关系并不完全相同就是这个原因。
根据我国燃料的含硫量,露点温度一般在105~130℃范围内。
有条件时,在现场最好利用露点温度计进行实际测定。
二、低温露点腐蚀的安全预防措施2.1低温露点腐蚀机理加热炉燃用的燃料油或燃料气中均含有少量的硫,硫燃烧后几乎全部生成SO2,由于燃烧室中有过量的氧气存在,所以有部分SO2进一步氧化形成SO3。
在正常的过剩空气系数的条件下,全部SO2中有约1%~3%转化为SO3。
在高温烟气中的SO3气体不腐蚀金属,但当烟气温度降到400℃以下,SO3将与水蒸气化合生成硫酸蒸汽,其反应如下:SO3↑+H2O↑H2SO4↑当硫酸蒸汽凝结到炉子尾部受热面上时就会发生低温露点腐蚀。
2.2防止和减少低温露点腐蚀的措施(1)避开烟气露点腐蚀温度低温露点腐蚀的一般方法是通过精心的设计,在热效率降低不大的情况下,提高换热面如热管的壁温,使之处在烟气露点温度以上。
锅炉空气预热器低温腐蚀情况的调查
目前,动力厂锅炉小时掺烧混合煤气和焦炉煤气约为4.2万m3/h,由于
焦炉煤气中含有氨、苯烃、萘、焦油、硫化氢、有机硫、氰化氢等杂质,
其中的焦油、烃类化合物容易造成锅炉烧嘴的堵塞;而硫化氢等硫化物燃
烧后形成二氧化硫、三氧化硫,在烟道与水蒸汽在低温段形成硫酸、次硫
酸对低温空气预热器形成低温腐蚀,引起低温空气预热器的泄露,造成热
风与烟气短路,严重影响锅炉带负荷能力。
一、目前锅炉低温腐蚀情况
1#、5#、6#锅炉由燃煤锅炉改造而成,排烟温度较高,高于酸露点温
度,腐蚀相对较轻。而2#、7#、8#、9#炉130吨燃气锅炉,设计排烟温度
只有130℃左右,低于酸露点温度,腐蚀情况相当严重。
1、锅炉带负荷能力
锅炉名称
带负荷能力
2#炉 7#炉 8#炉 9#炉 10#炉
目前所带负荷 110t/h 125t/h 110t/h 125t/h 140t/h
目前2#、7#炉空气预热器因泄漏已用堵头堵塞将近一半,在转炉煤气
充足的情况下,分别带110 t/h、125 t/h,只有在炼钢线倒焦炉煤气时2#炉才
能带120 t/h左右;8#炉空气预热器腐蚀、堵塞更为严重,且因钢管碳化,
已无法清洗;9#炉堵了将近30%,已经影响到锅炉负荷。目前只有10#炉空
气预热器运行正常,主要是因为运行时间较短,以及掺烧混合煤气量较
少,腐蚀还不明显。
2、煤气锅炉低温腐蚀、结垢情况
7#炉低温省煤器上部情况(图一)
2#炉硫化物在空气预热器中形成的严重堵塞、结垢(图二)
8#炉空预器堵塞、腐蚀情况(图三)
8#炉烟道内硫化物(图四)
从空气预热器上取下的结垢堵塞形成的硫化物(图五)
去垢后,外表腐蚀情况(图六)
通过化验结晶体沉积物定性分析结果:大部分为硫酸及亚硫酸盐的腐
蚀产物,少部分碳酸盐物质,产生的原因是烟气温度接近二氧化硫的露点
温度,二氧化硫呈液态对金属发生腐蚀,形成腐蚀产物,又在过饱和状态
下析出,夹杂着烟气中固体颗粒而形成,此时各种因素发生变化,形成由
点变面腐蚀,造成管道大量穿孔及堵塞。
三、湘钢焦炉煤气化验的相关数据
焦炉煤气净制标准
煤气
用途
成分(g/m3煤气)
氨 苯烃 萘 焦油 硫化氢 有机硫 氰化氢
生产用 ﹤0.03~0.1 2~4 0.2~0.7 ﹤0.05 ﹤0.2 ﹤0.5 ﹤
0.05~0.5
民用 ﹤0.05~0.2 0~0.02 0.05~0.2 0~0.1
其中焦油、硫化氢和萘含量对煤气用户的影响较大,5月26日至5月
29日检测数据如下表:
5月26日 5月27日 5月28日 5月29日
焦油(g/m3) 0.221 0.221 0.111 0.223
硫化氢
(g/m3)
2.97 3.91 4.07 3.82
萘(g/m3) 0.105 0.177 0.152 0.171
两表对比可以看出:
1、湘钢焦炉煤气中焦油的含量是净制标准的2~4倍。
2、湘钢焦炉煤气中硫化氢的含量是净制标准的近15~20倍。
焦油与硫化氢的含量远远超出净制标准。
四、动力厂已经开展的工作
1、在定修时对空气预热器进行清洗和堵漏,对烟道进行维护,减少烟道漏
风、散热损失。
2、组织技术攻关,调整工艺,提高排烟温度。
1)、投入高压加热器,提高锅炉给水温度;
由于运行高压加热器对系统要求较高,一旦高加泄漏,将影响汽轮机
运行安全,据了解其他单位高加也很少投运,该方案还需要进一步论证。
2)、增加热风再循环系统或暖风器,提高空预器入口风温,可以将烟气
温度提高至酸露点温度之上,但需要较大投资,对锅炉效率也有影响。
3)、考虑采用搪瓷管空气预热器,。
3、对锅炉进行重点检修。
8#炉空气预热器备件已到仓库,还有一台空气预热器备件7月到达。
五、需要协调的问题
虽然动力厂已开展了一些工作,但最根本的办法是提高焦炉煤气质
量,降低硫化物含量,因此提高焦化厂脱硫设施的运行质量,确保焦炉煤
气质量达标,才能有效减少锅炉低温腐蚀。
动力厂
2012-6-7