锅炉设备低温腐蚀原因及对策措施

锅炉设备低温腐蚀原因及对策措施

丁鸿林胡涛

（国家电投宁夏能源铝业集团有限公司临河发电分公司宁夏灵武750411）

摘要：锅炉尾部受热面的硫酸腐蚀被称为低温腐蚀，尾部受热面区段的烟气和管壁温度比较低。从低温腐蚀的形成以及使用燃料和水温方面阐述了锅炉设备低温腐蚀的原因及有效处理锅炉腐蚀现象的措施，有效的防止了锅炉设备低温腐蚀。

关键词：锅炉设备；低温腐蚀；措施

1导言

锅炉的低温腐蚀在其实际运行中是一种十分常见的现象。锅炉的腐蚀，对于锅炉设备来说是最容易出现的问题，也是最严重的问题。在锅炉的实际应用中，要注意采取相应的措施，来减轻对锅炉设备的腐蚀。在实际的使用中，要先了解出现低温腐蚀的原因，根据出现的原因，采取相应的措施来防止锅炉的低温腐蚀。

2.锅炉设备的重要性

低温腐蚀是影响锅炉设备正常运用的问题，由于烟气露点的提高，使得锅炉的低温受热面温度低于露点以下的部分有大量硫酸蒸汽凝结，从而造成锅炉设备受热面金属的腐蚀与破坏。低温腐蚀经常发生在中小型锅炉的预热器以及引风机进出口烟道。大容量的锅炉设备因为其给水温度高，省煤器壁温高，所以不易发生低温腐蚀，低温腐蚀一般发生在壁温最低的空气预热器低温段。低温腐蚀是一种常见的现象，直接影响着锅炉设备的安全与运行，从而影响其经济效益。锅炉设备是常见的生活、生产中运用的工具，给人类提供了很多方便和经济效益，特别是在工业上如一些高原炼油厂、石油化工厂等有举足轻重的地位。锅炉设备长期的安全运行，需定期检查、维修，减少其事故发生率。通俗点说，如果没有起码的锅炉设备，整个工厂都无法正常运行，所以保护好锅炉设备使其安全运行有着明确的实际意义。

3.低温腐蚀是如何形成的

一般的情况下，在锅炉设备中空气预热器低温段的壁温是最低的，低温腐蚀多发生在该处。低温腐蚀形成的原理是因为在锅炉的燃料中有硫存在，硫的燃烧会形成二氧化硫，二氧化硫由于催化剂的作用，会被进一步氧化，生成三氧化硫，最后，三氧化硫和烟气中所含有的水蒸气发生结合，形成了硫酸蒸汽，而硫酸有很强的腐蚀性，造成腐蚀。在这些化学反应中，三氧化硫的生成是最关键的。一般来说，如果不存在催化剂，烟气中的二氧化硫也只有0.5%~1%被氧化成三氧化硫。有催化剂存在的时候，三氧化硫的产生量会有明显的增多。在飞灰中所含有的三氧化二铁和氧化钒等都是催化剂，在液体燃料中，催化剂含量更多。所生成的硫酸蒸汽提高了烟气中的露点，在空气预热器中，空气的温度比较低，炉壁的温度比烟气露点要低，这样一来就导致了硫酸蒸汽在空气预热器的受热层凝结，导致发生硫酸腐蚀。金属壁面被腐蚀的程度取决于硫酸凝结量的多少，浓度的大小和金属壁面温度的高低。硫酸象一层胶膜，一面粘在管壁上腐蚀，一面不断粘着烟灰，形成多种硫酸盐，并逐渐增厚，这就是低温式结渣。当燃料中的含硫量比较高，烟气中含有的三氧化硫量比较高，露点升高，还有给水温度比较低的时候，在省煤气管也有可能会发生低温腐蚀。

4.锅炉设备低温腐蚀的原因分析

(1)使用的燃料方面通过笔者对原设计和改造后的燃料催化干气组合的分析对比，得出结论:省煤器和空气预热器发生的腐蚀现象，燃料中的硫化氢增加是主要原因之一。(2)锅炉给水温度对锅炉设备腐蚀的影响拿格尔木地区的锅炉设备为例，格尔木地处高原，海拔高度2850m，大气压只有69kPa，给水温度无法达到105℃，如果给水温度提高到了这个温度，则给水泵将发生严重的汽蚀现象而无法正常工作。所以说，给水温度必须控制在80～97℃之间，而省煤器壁温也只有80℃左右，再加上受热面积的增加，受热面各段温度降低。另外，省煤器出口的烟温度仅仅为156℃，烟气温度的降低，加上给水温度的不足，从而引起烟气中的硫化物在省煤器壁凝结，产生腐蚀现象。综上所述，这就是典型的低温腐蚀现象。锅炉中的燃料含硫量是锅炉设备发生低温腐蚀的内部原因，而锅炉改造后受热面积的增加，使得排烟量温度降低再加上给水温度达不到高度是发生腐蚀的外部原因。正是这两个原因，如果得不到合理解决，锅炉设备将产生严重的低温腐蚀现象。

5解决问题的对策

针对上文所提到的各方面的原因以及问题，要想使锅炉设备比较安全长久的运行，必须要将这些问题合理的解决。在实施防治的时候，对引起锅炉腐蚀的各个方面的原因都要考虑到，内因是燃料中的含硫量多少，外因是给水温度比较低。很多的企业在对燃料进行脱硫处理的时候投资都比较大，成本很高，在资金方面有很大的局限性，要使锅炉的受热面积发生改变，工作量比较大，从目前的情况来看没有办法实现。利用提高给水温度的方法来将省煤器的管壁温度提高，利用这种方法来减缓腐蚀，实施起来还相对比较容易。可以采取以下的措施来实行。

将空气预热管的管壁温度提高，使管壁温度比烟气露点要高。比如说可以将排烟温度提高，通过加暖风机将空气预热器的入口温度提高，这种方式比较简便，容易运行，缺点就是会降低锅炉的效率。

将适当的添加剂加入到烟气中，阻止产生硫酸蒸汽，这样做虽然不会使锅炉的效率降低，但是会使运行的成本增加，另外还要将出现的排污工作处理好。

改变传热方式。在常见的空气预热器中，为了达到使用较少的受热面积而得到较高的预热空气温度，一般均采用逆流布置方式。为了防止空气预热器的低温腐蚀，可将逆流传热改为顺流传热方式或先顺流后逆流传热方式。两者均可以相应提高空气预热器低温段的金属壁温。

采用卧置管式空气预热器。卧置管式空气预热器，烟气在管外冲刷，空气在管内流动。卧式与立式相比较，在同样的烟气和空气进口温度下，一般可提高壁温10～30℃。

对于空气预热器，用耐腐蚀性的材料来进行制造。比如说可以采用玻璃管或者是陶瓷管进行制造，这样做的防腐效果比较好，也不会使锅炉的运行效率降低。只是这样做成本太高。漏风系数比较大。

在燃烧的过程中，采用低氧方式来进行燃烧，使烟气中的过剩氧减少，以此来使三氧化硫的生成量减少。利用低氧燃烧的方式，可以使引、送风机的电耗降低，这项措施经济效益比较高，并且发展前景比较好。然而，对于这种高科技的措施，要求运行人员要有比较高的技术水平，并且要想使用低氧燃烧的方式，要保证锅炉的燃烧设备比较完善，并且还要有进行燃烧检测的仪表。

要将燃烧器的设备完善，配风要合理，使空气的空余系数降低。使燃烧的过程中所产生的不良化学反应减少。

对于炉膛内燃烧的温度水平要进行控制，使三氧化硫的生成量减少。比如说可以利用烟气再循环将炉膛内的燃烧温度降低。

加强空气预热器的清灰工作掌握积灰规律，定期除灰。既可增大烟气流通面积，减少烟气阻力，又相应减少受热面的腐蚀。在清理管子积灰时，可用5%的碱水浸泡，然后用清水冲洗。为减少管子堵塞，可将管径加粗，效果也较为理想。

6结论

当今社会，节能环保也是重要的应对问题，所以锅炉房应该进行合理的局部改造，使锅炉保持较高的出水温度运行的同时，节能高效少排污，而本文介绍的方案是实现锅炉设备节能、高效地运行，从根本上解决了锅炉低温、低负荷运行时热效率低、热损失大、腐蚀严重的不合理现象，具有显著的经济和社会效益。

参考文献

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