鍋爐低溫腐蝕說(shuō)的是什么?
定義
指的是發(fā)生在鍋爐尾部受熱面(省煤器、空預(yù)器)的硫酸腐蝕。又因?yàn)槲膊渴軣崦鎱^(qū)段的煙氣和管壁溫度較低,所以稱為低溫腐蝕。低溫腐蝕常發(fā)生在空預(yù)器上,但當(dāng)燃料中含硫量較高、過(guò)??諝庀禂?shù)較大,煙氣中三氧化硫量較高,酸露點(diǎn)升高,并且給水溫度較低(汽機(jī)高加停用)時(shí),省煤器管也有可能發(fā)生低溫腐蝕。
形成
燃料中的硫燃燒生成二氧化硫,二氧化硫在催化劑的作用下進(jìn)一步氧化生成三氧化硫,再與煙氣中的水蒸汽生成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽的存在使煙氣的露點(diǎn)顯著升高。由于空預(yù)器中空氣的溫度較低,預(yù)熱器區(qū)段的煙氣溫度不高,壁溫常低于煙氣露點(diǎn),這樣硫酸蒸汽就會(huì)凝結(jié)在空預(yù)器受熱面上,造成硫酸腐蝕。
一般情況下,鍋爐中預(yù)熱器管壁溫度與煙氣及空氣的流速和溫度有很大的關(guān)系,差不多是煙氣與空氣的平均溫度,所以說(shuō)空氣預(yù)熱器下部空氣的溫度較低,預(yù)熱器下部的煙氣溫度不高。又因?yàn)橛辛蛩嵴羝拇嬖?,才?huì)使得鍋爐中煙氣的露點(diǎn)顯著升高,所以鍋爐中預(yù)熱器的壁溫常常會(huì)比煙氣露點(diǎn)低,使得硫酸蒸氣會(huì)凝結(jié)在預(yù)熱器受熱面上,從而造成了硫酸腐蝕。
除壁溫外,影響低溫腐蝕的主要因素是煙氣中的三氧化硫含量。隨煙氣中三氧化硫含量的增加,硫酸蒸汽的含量也相應(yīng)增加,并使煙氣中酸露點(diǎn)明顯提高。后者使受熱面容易結(jié)露并引起腐蝕,前者使腐蝕程度加劇。
煙氣中氧化硫的含量與下列因素有關(guān):
1、燃料中的硫分越多,則煙氣中的三氧化硫含量也越多;
2、火焰溫度高,則火焰中原子氧的含量增加,因而三氧化硫也含量也增多;
3、過(guò)量空氣系數(shù)增加也會(huì)使火焰中原子氧的含量增加,從而使三氧化硫含量也增加;
4、飛灰中的某些成分,如鈣鎂氧化物和磁性氧化鐵以及未燃盡的焦炭粒等有吸收或中和二氧化硫和三氧化硫的作用。故煙氣中飛灰含量增加、切飛灰含上述成分又較多時(shí),則煙氣中三氧化硫量將減少。
5、當(dāng)煙氣中氧化鐵或氧化釩等催化劑含量增加時(shí),煙氣中的三氧化硫?qū)⒃黾印?nbsp;
所以一定要控制鍋爐燃料中硫元素的含量,以免因此導(dǎo)致低溫腐蝕問(wèn)題的發(fā)生,大大影響鍋爐的使用壽命。
預(yù)防措施
1、提高空預(yù)器管壁溫度,使壁溫高于煙氣露點(diǎn)。如提高排煙溫度,開熱風(fēng)再循環(huán),加暖風(fēng)器提高空預(yù)器入口溫度。此法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行,缺點(diǎn)是鍋爐效率降低。
2、在煙氣中加入添加劑,中和三氧化硫,阻止硫酸蒸汽的產(chǎn)生。此法的優(yōu)點(diǎn)是不降低鍋爐效率,缺點(diǎn)是增加運(yùn)行成本,還要清除中和生成的產(chǎn)物。
3、用耐腐蝕的材料制造空預(yù)器,如采用玻璃管、搪瓷管或用陶瓷材料制作,防腐效果好,不降低鍋爐效率,但成本高,漏風(fēng)系數(shù)大。
4、采用低氧燃燒,減少煙氣中的過(guò)剩氧,阻止和減少二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>三氧化硫。低氧燃燒可以降低引、送風(fēng)機(jī)電耗,是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高和很有發(fā)展前途的技術(shù)措施,但低氧燃燒要求鍋爐具有完善的燃燒設(shè)備和燃燒檢測(cè)儀表,且要求運(yùn)行人員有較高的技術(shù)水平。
5、通過(guò)檢測(cè)酸露點(diǎn)溫度,可以準(zhǔn)確知道一定工況下的酸露點(diǎn),由此調(diào)整排煙溫度,達(dá)到節(jié)能和延長(zhǎng)鍋爐壽命的最佳條件。 這種方法投資少,收效快,是最理想的預(yù)防措施。
知識(shí)拓展:
低溫腐蝕為垃圾經(jīng)過(guò)燃燒后產(chǎn)生二氧化硫、三氧化硫、氯化氫與水等化合物,當(dāng)環(huán)境溫度低于氣體中某些蒸汽的飽和溫度以下時(shí),這些化合物可能凝結(jié)而引起腐蝕,故也稱之為露點(diǎn)腐蝕(dew point corrosion)。最需注意的露點(diǎn)腐蝕是各種酸性氣體中能夠產(chǎn)生凝結(jié)現(xiàn)象的最高溫度,酸性氣體的露點(diǎn)腐蝕主要為硫酸或鹽酸的腐蝕,氧化氫的露點(diǎn)為27-60℃,而硫酸其露點(diǎn)在110-150℃形成,通常腐蝕情況在酸性氣體露點(diǎn)溫度以下 2 ~50℃時(shí)最為嚴(yán)重。近年來(lái),由于熱回收系統(tǒng)的推廣,降低了煙氣的排氣溫度,在增加燃燒效率的同時(shí),也增加了材料露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生。