锅炉效率及露点腐蚀

硫磺制酸装置露点腐蚀问题的分析周飚(南化集团设计院,江苏南京210048) 摘　要:分析了硫磺制酸容易发生露点腐蚀的原因。

硫磺中的有机物、水分、游离硫酸均可能增加炉气水分含量,相应提高了炉气露点温度,加之省煤器进水温度低,则容易发生露点腐蚀。

采用优质硫磺作原料,在省煤器低温段采用热管元件等可有效地解决硫磺制酸露点腐蚀问题。

关键词:露点;腐蚀;原因;措施;硫磺;硫酸生产中图分类号:TQ111116 文献标识码:B 文章编号:1002-1507(2002)05-0023-03 收稿日期:2002-04-01 作者简介:周飚,男,南化集团设计院管道室工程师,主要从事硫酸生产装置的工艺设计。

电话:025-*******-2087 目前,国内新上了不少大中型硫磺制酸装置。

与硫铁矿或冶炼烟气等其它原料制酸相比,硫磺制酸具有流程短、污染少、操作方便、投资省等优点。

但硫磺制酸炉气水分含量比硫铁矿或冶炼烟气制酸高得多,相应的露点腐蚀问题要严重得多,故此防止硫磺制酸装置的露点腐蚀尤为重要。

1　容易产生露点腐蚀的原因111　炉气水分含量高炉气水分和三氧化硫含量决定炉气的露点温度。

硫磺制酸二氧化硫炉气由液硫与干燥空气在焚硫炉内高温燃烧而得。

炉气中的水分来源于原料硫磺和焚硫空气。

国内绝大多数硫磺制酸装置采用进口硫磺为原料,进口硫磺主要是从天然气、高硫原油或高硫煤等含硫原料中回收的,回收硫磺中不可避免会有残余的有机物。

液硫经机械雾化在焚硫炉中燃烧时,有机物被高温燃烧生成二氧化碳和水。

有资料报道[1],原料硫磺中的有机物质量含量(以碳计)每增加011%,炉气中的水分含量就增加012575g/m 3,可见硫磺中的有机物含量对炉气中的水分含量有着很大影响。

由于硫磺的化学性质较活泼,在有水的情况下,会发生氧化反应生成硫酸;干燥塔塔顶的除雾器除雾效果不好,干燥空气中会含有酸雾,在焚硫炉1000℃左右的高温下,这些硫酸会分解成水和三氧化硫,则会增加炉气的水分含量。

锅炉本体的腐蚀机理及防护摘要：在时代的快速进步中工业发展速度不断加快，而锅炉又是重要的生产设备。

科学合理使用锅炉关系到人们生活和经济发展等诸多领域，所以，使用锅炉的安全问题逐渐受到广泛重视，倘若使用不当产生安全事故，造成的后果不堪设想。

锅炉本体在使用中会随着使用时间的累积而不断加重腐蚀，进而导致减小锅炉本体受热面管材的壁厚，埋藏下巨大的安全隐患。

该文将从锅炉的使用与维护现状出发，分析锅炉的腐蚀机理，探究提高防护的有效措施。

关键词：锅炉；腐蚀机理；防护策略1.锅炉本体的腐蚀机理锅炉腐蚀被划分为内部以及外部腐蚀两种类型，一是内部腐蚀，二是外部腐蚀，两种不同腐蚀的机理存在差异性[1]。

其中内部腐蚀，主要是受到汽水相互作用和影响导致，包括应力的腐蚀、氧腐蚀以及碱腐蚀、蒸汽腐蚀等等。

外部腐蚀主要由于高温氧化所致，当锅炉由于受到内部高温，造成表面金属材料腐蚀。

2.锅炉本体的腐蚀类型与机理分析2.1锅炉本体的内部腐蚀①应力腐蚀应力腐蚀是锅炉本体常见的内部腐蚀之一，通常内部是金属材料构成的器具、装饰和设备均会产生应力腐蚀。

具体来讲，应力腐蚀主要是受到拉应力的影响，在拉应力的作用以及影响之下，金属将在介质内被破坏，这种内部破坏的影响力很强，会破坏材料内部，诱发腐蚀问题。

而且，一旦发生腐蚀问题，应第一时间处理，否则情况过于严重，又未及时处理，将导出现不可复原可能。

常见的应力涵盖两种类型，其一为阳极溶解类腐蚀，其二为氢致开裂类腐蚀。

②氧腐蚀因为锅炉蒸汽内储备大量的水蒸汽，若是其一直处于高温环境则将和炉管内壁之间产生反应，此时水中氧气和铁相互作用出现化学反应，进而形成氧腐蚀。

锅炉蒸汽中水所溶解的氧份，其对于金属的腐蚀是一种电化学性质腐蚀，铁与氧将形成电池阴阳两极。

同时，因为铁电极电位比氧低，因此，在铁氧电池中，铁为阳极将遭到腐蚀。

③垢下腐蚀垢下腐蚀作为常见的锅炉局部腐蚀现象，对锅炉运行质量以及效率具有较大影响。

锅炉垢下腐蚀问题的产生是由于其内部介质中含有大量钙以及镁等各类物质，此类物质在锅炉温度不断增高后将与金属表面产生反应形成水垢。

锅炉的硫腐蚀指烟气中的水蒸气和硫燃烧后生成的三氧化硫结合成的硫酸对锅炉的腐蚀。

最常见的硫腐蚀是发生在锅炉尾部受热面上的低温硫腐蚀。

低温硫腐蚀常发生在空气预热器的冷端及给水温度低的省煤器中。

在受热面的温度低于烟气的露点时，烟气中的水蒸气和硫燃烧后生成的三氧化硫结合成的硫酸会凝结在受热面上，严重地腐蚀受热面并造成“堵灰”。

当烟气中只含水蒸气而不含三氧化硫时，烟气露点实际上指的是烟气中水蒸气霹点，即烟气中水蒸气的结露(凝结)温度。

这个温度与烟气中所含水蒸气的分压有关。

水蒸气分压越高，露点温度也越高。

不同燃料燃烧生成烟气的水蒸气露点大致如下表所示。

烟气的水蒸气露点由上表可以看出，烟气中水蒸气露点温度不超过50℃，比锅炉的排烟温度低得多，因而单纯的水蒸气是很难在受热面上结露的。

烟气中如果有三氧化硫，情况就大不相同了。

燃料中硫燃烧后，生成二氧化硫。

在过量空气系数较大，过量氧气较多而温度又不太高的条件下，少量二氧化硫继续氧化生成三氧化硫：)/(8.19122322mol kJ SO O SO +⇔+ 这个反应是个可逆的放热反应，在温度高、氧量少的情况下很难进行；即使温度不高，供氧充足，生成的三氧化硫也很有限。

国内外实测数据表明，三氧化硫转化率[烟气中SO 3体积／(SO 3+SO 2)体积)对链条炉为1％～2％；对抛煤机炉为0．5％～1．5％；对煤粉炉为0．5％～1％；燃油炉为0．5％～2％。

烟气中的二氧化硫对受热面没有明显的腐蚀作用。

三氧化硫的含量虽然很小，但它能与烟气中的水蒸气结合成硫酸蒸气，会显著地提高烟气的露点温度。

只要有极少量的硫酸蒸气存在，烟气的露点(酸露点)就会提高到100℃以上。

露点温度的提高意味着硫酸蒸气遇到温度较高的壁面就可能结露，酸露不仅腐蚀金属壁面，而且会使烟气中的灰分凝结在金属壁面上，灰分越积越多，最后堵塞烟气通道。

为了避免低温硫腐蚀，可采用下列技术措施：(1)用热空气或蒸汽加热冷空气，提高空气预热器入口的空气温度，从而提高预热器壁面温度使之高于露点温度。

烟气的露点 Revised by Chen Zhen in 2021锅炉烟气的露点烟气中水蒸汽开始凝结的温度称为露点，露点的高低与很多因素有关。

烟气中的水蒸汽含量多即水蒸汽分压高，则露点高。

但由水蒸汽分压决定的热力学露点是较低的，例如，燃油锅炉在一般情况下，烟气中的水蒸汽分压约为0.08~0.14个绝对大气压，相应的热力学露点为41~52℃。

燃料中的含硫量高，露点也高。

燃料中硫燃烧时生产SO2，SO2进一步氧化成SO3。

SO3与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽的存在，使露点大为提高。

例如，硫酸蒸汽的浓度为10%时，露点高达190℃。

燃料中的含硫量高，则燃烧后生成的SO2多，过量空气系数α越大，则SO2转化成SO3的数量越多。

不同的燃烧方式，不同的燃料，即使燃料含硫量相同，露点也不同。

煤粉炉在正常情况下，煤中灰分的90%以飞灰的形式存在于烟气中。

烟气中的飞灰具有吸附硫酸蒸汽的作用，因煤粉炉烟气中的硫酸蒸汽浓度减小，所以，烟气露点显着降低。

燃油中灰分含量很少，烟气中灰分吸附硫酸蒸汽的能力很弱。

所以，即使含硫量相同，燃油时的烟气露点明显高于燃煤，因而燃油锅炉尾部受热面的低温腐蚀比燃煤严重得多。

为了防止锅炉尾部受热面的腐蚀和积灰，在设计锅炉时，要使低温空气预热器管壁温度高于烟气露点，并留有一定的余量。

如果烟气的露点高，则锅炉的排烟温度一定要设计的高些，这样排烟损失必然增大，锅炉的热效率降低。

如果烟气的露点低，则排烟温度可设计的低些，可使锅炉热效率提高。

（截取自《锅炉技术问答》）。

JNS耐硫酸露点腐蚀钢板在电力、冶金、石化等工业领域，以煤或重油为主要燃料的烟气处理系统，如锅炉低温部位的空气预热器、省煤器、烟道、烟囱以及脱硫装置等，普遍会遇到燃料中含硫量偏高，在露点温度下形成硫酸而造成设备腐蚀问题，这称之为“硫酸露点腐蚀”的现象。

采用较高含硫量燃料的锅炉烟气中含有SO2和SO3，它们与烟气中的水汽结合生成亚硫酸和硫酸，并在锅炉的低温部件上凝结，引起硫酸露点腐蚀。

用普碳钢制作的锅炉低温部件，由于其耐硫酸露点腐蚀性能很差，腐蚀严重，使用寿命很短。

如采用耐酸不锈钢制作锅炉低温部件，材料价格是普碳钢的数倍，工程建设成本将大幅度的增加。

因此，研制、开发和使用低合金耐硫酸露点腐蚀钢对提高钢套筒烟囱、锅炉低温部件等使用寿命、降低材料成本有着非常重要的意义。

80年代中期，日本新日铁株式会社研制生产了耐硫酸腐蚀钢新S-TEN1、S-TEN2，95年日本住友公司也研制生产了耐硫酸腐蚀钢CRIA，并向我国很多企业推广使用。

经过长期使用证明，日本的此类型钢种，更适应其本国的实际情况，在我国不能达到理想的效果。

其主要原因有：我国大部分以煤为主要燃料的发电企业，主要采用的煤型为贫瘦煤，其含硫量最高能达到3%，超过了国家标准GB50051-2002中规定的2.5%最高含硫量标准。

日本的发电厂燃烧用煤含硫量较低，使用环境的差别使其产生的效果差距非常大。

济南钢铁集团总公司根据国内的需求，1989年率先与国内有关大学、科研机构合作，并调集集团公司技术中心优秀科研人员，克服当时的种种困难，联合攻关，于1990年初成功研制出了12MnCuCr“耐硫酸露点”钢板，同年6月通过了山东省冶金工业厅组织的产品鉴定，成为国内首家生产耐硫酸露点钢板的钢铁企业。

该产品首先被当时的电力部华北电力设计院（主设：李兴利）采用，并用于河北三河电厂，随后，德州华鲁电厂，邹县发电厂，菏泽发电厂，威海发电厂、日照发电厂、莱芜发电厂、南京扬子石化、北京燕山石化、齐鲁石化、济南炼油厂等诸多电力、化工企业建设工程，也先后采用该钢种制作烟道、钢烟囱、乙烯裂解炉或空气预热器、鼓风机等，工程实践取得令人满意的效果，得到各用户的一致好评。

论如何减少锅炉尾部低温腐蚀摘要：锅炉一直是我国居民生活工业生产的重要设备。

一直以来低温腐蚀成为影响蒸汽系统生产稳定的制约因素。

尤其是煤电厂锅炉尾部设备更容易发生低温硫酸结露、堵灰、腐蚀甚至出现由于积灰导致的二次燃烧等问题,严重影响机组的安全、经济和环保运行。

本文系统的阐述了燃气热水锅炉产生低温腐蚀的原因及其防治措施，旨在为业界人士提供一定的参考。

关键词：暖风器结露堵塞差压大节能增效锅炉通过能源的热能转换为我们日常生活生产提供热水或蒸汽，由于排烟温度较低，受热面壁温受锅水温度低的影响，造成受热面壁温比烟气露点温度低，产生大量的冷凝水，使尾部受热面表面产生严重的腐蚀。

影响日常生活生产的正常进行，因此加强相关方面的研究力度具有十分积极的意义。

一、锅炉尾部低温腐蚀问题及原因1.1 锅炉尾部低温腐蚀问题锅炉的腐蚀主要有低温腐蚀和化学腐蚀两种。

锅炉尾部腐蚀严重容易造成锅炉事故频次最高、锅炉运行中检修工作量最大的受热部件。

例如某公司热力厂的212-80/3.82-450型5#中压煤粉锅炉因尾部受热面腐蚀损坏严重,曾在过去采用了热管式预热器,虽延长了设备使用寿命,但一次性投资较大,且在降低排烟温度方面没有达到预期效果(接近200℃),使得改造效果不好,并浪费了人力和物力。

锅炉系统给水温度设计为104℃而时常达不到规定值;同时在其它锅炉停炉时检查中发现尾部受热面低温段省煤器、空气预热器出现腐蚀严重,预热器漏风等情况,造成了锅炉送风量不够、冒正压、负荷带不上,电耗上升,检修工作量大等问题,直接危及到锅炉的安全经济和长周期运行,影响稳定用汽。

1.2 影响低温腐蚀的几个因素1.2.1 燃料含硫量SO3的生成量几乎与燃料的含硫量成正比。

燃料含硫量为1%时,生成的SO3浓度已超过腐蚀危险浓度的下限,与此对应,露点温度则提高到130℃左右。

有实验证明,含硫量在1% 到5%,含硫量每增加1个百分点,烟气露点温度升高4~5℃。

1.2.2 过量空气系数α过剩氧的存在是使SO2氧化成SO3的基本条件。

锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀的预防和检修高俊义摘要：大容量锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀时有发生，对锅炉机组的安全、经济、稳定运行产生很大影响，本文主要阐述了大容量锅炉受热面积灰、磨损和腐蚀的原因、预防措施及发生这些缺陷后的一些处理方法。

关键词：受热面积灰磨损腐蚀预防检修1 前言我国电站锅炉和工业锅炉以燃煤为主，而动力用煤质量偏劣，含灰量和含硫量等均较高，容易形成受热面的沾污、积灰、腐蚀和磨损。

这将会给锅炉带来很多的问题，如积灰的清除、传热条件变差、受热面的寿命下降等问题。

目前，随着锅炉容量的增大，炉内沾污、结渣、腐蚀等问题更为严重。

这是由于如下众多的因素引起的：炉膛容积增大，清灰困难，烟道尺寸增大，烟速和烟温容易分布不均匀；灰分的烧结性能是表征积灰特性的重要因素。

在燃用灰分烧结强度较大的煤时，灰分坚实，积灰牢固地粘着在管子上，难以消除，并容易使烟道堵塞。

烧结强度低的灰分则容易吹扫干净或被气流带走。

灰分的烧结强度与其温度、灰分中的碱的含量（特别是钠的含量）以及灰分的烧结时间等因素有关，而与灰的熔化温度关系不大。

灰分的温度越高以及烧结时间越长，其烧结强度也就越高，灰分中的碱的含量越多，其烧结强度也越大。

2.4 高温腐蚀的机理过热器和再热器受热面上的内灰层，不仅是高温积灰得以发展的重要原因，而且也是过热器和再热器高温腐蚀的根源。

过热器和再热器的高温腐蚀，又称煤灰（引起的）腐蚀。

如上所述，高温积灰所生成的内灰层，含有较多的碱金属，它与飞灰中的铁、铝等成分以及烟气中通过松散外灰层扩散进来的氧化硫的较长时间的化学作用，便生成碱金属的硫酸盐。

干灰并没有腐蚀作用；熔化或半熔化状态的碱金属硫酸盐复合物，对过热器和再热器的合金钢会产生强烈的腐蚀。

这种腐蚀大约众540～620度时开始发生，灰分沉淀物的温度越高，腐蚀速度就越强烈，约在700～750度时腐蚀速度最大。

所以这种腐蚀大多数发生在高温级过热器和再热器的出口管段。

名词解释锅炉的效率锅炉的效率在工业生产中起着至关重要的作用。

在工业生产过程中，锅炉常被用于提供热能，驱动各种设备，以满足生产需求。

然而，许多人对锅炉的效率并不甚了解。

那么，什么是锅炉的效率呢？锅炉的效率是指锅炉在提供热能时的能源利用效率。

简而言之，锅炉的效率就是锅炉所消耗的燃料与其所产生的热量之间的比值。

这一比值越高，说明锅炉的效率越高，能源利用效率也越高。

锅炉的效率可以用百分比表示，一般来说，高效率的锅炉通常具有更低的能源消耗和更低的污染排放。

因此，提高锅炉的效率对于节约能源、减少环境污染都具有重要意义。

那么，如何提高锅炉的效率呢？首先，锅炉的设计和选型非常重要。

合理选择和设计锅炉设备，能够最大限度地提高锅炉的效率。

合适的锅炉类型和规格对于不同的生产需求非常关键。

例如，对于需要大量蒸汽的工业生产，选择高压蒸汽锅炉可以有效提高能源利用效率。

此外，锅炉的燃烧方式也会对效率产生影响，合理的燃烧调节能够提高燃烧效率，减少能源损耗。

其次，科学运行和维护也是提高锅炉效率的重要因素。

定期检查锅炉的运行状态、燃料供应和烟气排放等情况，对问题进行及时处理，可以确保锅炉正常运行，并且保持高效率。

另外，优化锅炉的操作控制也可以提高效率。

通过准确监测锅炉的运行参数，合理的调整操作参数，能够确保锅炉在最佳工作状态下运行，提高其效率。

此外，锅炉的节能改造也是提高其效率的关键措施之一。

随着科技的不断进步，许多新型的锅炉技术逐渐应用于工业生产中。

换热技术、余热利用等手段能够最大限度地回收和利用热能，减少能源损耗。

在锅炉选型和改造过程中，合理使用这些新技术可以显著提升锅炉的效率。

值得一提的是，锅炉的效率不仅与其自身的设计和运行有关，还与燃料的选择和使用方式密切相关。

合理选择燃料种类和使用方式，能够最大限度地提高锅炉的效率。

例如，如果燃料没有得到充分燃烧，会导致能源浪费和污染物排放。

因此，科学选择燃料和合理燃烧方式，可以大幅度提高锅炉的效率。