火电厂燃煤锅炉低温腐蚀原因及对策措施探讨

火电厂燃煤锅炉低温腐蚀原因及对策措施探讨

作者：刘强

来源：《环球市场》2017年第20期

摘要：锅炉尾部受热面的硫酸腐蚀被称为低温腐蚀，当锅炉尾部受热面金属壁温低于烟气露点温度，易产生腐蚀和积灰。从低温腐蚀的形成以及使用燃料方面阐述了锅炉设备低温腐蚀的原因，有效处理锅炉腐蚀现象的措施是减少SO3的产生，提高冷端金属壁温并选择合理的材料。

关键词：露点温度；腐蚀；尾部受热面 1 锅炉设备的重要性

锅炉尾部低温段受热面的腐蚀和堵灰是普遍存在的问题。由于烟气露点的提高，受热面的金属壁温低于烟气酸露点温度，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，引起低温段受热面的硫酸腐蚀和堵灰。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。腐蚀和堵灰使阻力增加（厂用电相应升高），减少受热面的使用寿命；严重时，影响锅炉出力，甚至被迫停炉进行清灰或更换受热面。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。

2 低温腐蚀的形成

锅炉尾部的腐蚀主要发生在空气预热器的冷端及尾部烟道。形成原理是燃料中的硫燃烧成了SO2，其化学方程式为： S+O2=SO2，SO2在一定催化剂的作用下进一步氧化成SO3，表达式为：2SO2+O2=2SO3，最后SO3与烟气中的水蒸气结合，生成硫酸蒸汽，表达式为：SO3+H2O=H2SO4。

在这些反应中，以生成SO3的反应最为关键。烟气露点温度越高，越易产生腐蚀。一般堵灰是伴随腐蚀而形成的。锅炉燃料燃烧过程中生成SO2，而SO2中仅有1%～5%生成SO3。烟气中SO3的含量和烟气中水蒸气的含量是决定烟气露点温度的关键因素。由于空气预热器中的空气温度较低，当壁温低于烟气露点时就使硫酸蒸汽凝结在空气预热器的受热层面上，从而造成硫酸腐蚀。如果燃料中的含硫量较高、烟气中的SO3含量较高、露点升高时，低温腐蚀便会趋于更严重。

当燃料和热力参数近似时，实际运行中管式空气预热器的腐蚀要比再生式预热器严重，主要原因是管式预热器的冷端金属壁温比相应再生式预热器要低。立式和卧式预热器腐蚀最严重

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的部位见图1和图2。由于这些位置壁温低，运行一段时间后，此部位的管子容易穿孔造成烟、风短路或堵灰严重而需更换。 3 锅炉尾部腐蚀的防止

根据上述的种种原因和出现的问题，必须给予正确合理的解决才能保证锅炉设备安全长久地运行。为此，提出如下防治措施。

3.1 减少SO3的生成。烟气成分中的SO3少，烟气露点温度和硫酸在低温受热面的凝结率也下降，腐蚀和积灰就自然减轻。SO3的含量与诸多因素有关（包括运行），而燃料中的硫含量是关键因素。尽量少用高硫燃料当然好，但不现实。实际运行中应采用低氧燃烧，减少烟气中的过剩氧，从而阻止和减少SO2转变为SO3的生成量着手，还可以从控制炉膛燃烧温度水平、如采用烟气再循环来降低炉膛的燃烧温度的方面来降低SO3的含量。其中，低氧燃烧可以降低引、送风机电耗，是一种经济效益很高和很有发展前景的技术措施，但是这样的高科技措施需要运行人员有较高的技术水平，而且低氧燃烧要求锅炉具有完善的燃烧设备和燃烧检测仪表。

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3.2提高空预器管壁温度，使壁温高于烟气露点。一般燃煤锅炉烟气露点温度多数为125～145e。要将空气预热器的冷端金属壁温控制在烟气露点以上或最大凝结温度以上是很不经济的，尤其是在低负荷时难以达到。锅炉排烟温度高，则机组效率低。目前大型燃煤锅炉排烟温度多在125～140e，中小型燃煤锅炉略高些。管式空气预热器冷段金属的壁温比排烟温度

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低很多，故腐蚀是不可避免的。经一段运行周期后，应将腐蚀的受热面予以更换。故一般采用设置暖风器、热风再循环等方法来提高空预器的入口温度，缺点是锅炉的效率降低。 3.3 正确的材料选择。管式空气预热器管式空气预热器多用

3.4 尽量避免锅炉的低负荷运行，锅炉负荷降低时，排烟温度下降，锅炉的露点也会随之降低，更容易造成排烟温度低于露点温度，而引起或加剧受热面金属的低温腐蚀。

3.5在烟气中加入添加剂，阻止硫酸蒸汽的产生，这样可以不降低锅炉的使用效率，但是增加了运行成本，还要处理好其中的排污工作。

3.6避免和减少尾部受热面的漏风。锅炉设备尾部受热面漏风会更容易导致受热面金属遭受腐蚀影响。

3.7及时清理对流受热面上的积灰，若空气预热器堵灰，可以采取用碱水或锅炉排污水进行冲洗，以恢复到原来的排烟温度，减轻腐蚀。

通过以上的措施，可以明显改善锅炉设备的低温腐蚀现象。 5 结语

锅炉的低温腐蚀是一个较为复杂的问题，应从设计、运行综合考虑。同时还应全面比较投资、机组效率、运行和维护费用等综合因素，在此基础上尽量提高受热面的壁温，减少硫酸的凝结率并选择合理的材料。随着工业和电气事业在我国的蓬勃发展，锅炉设备越来越显示出使用价值和经济价值，笔者就锅炉设备的腐蚀原因和应对措施都给予了简要的介绍和论述。 参考文献：

[1]《烟气露点温度与锅炉低温受热面的腐蚀》黑龙江电力能源，沈鸿雁主笔 [2]《电厂锅炉原理及设备》中国电力出版社，叶江明主笔主编 [3]《锅炉设备低温腐蚀原因及对策措施》机械研究与应用，戚连义