鍋爐省煤器是設(shè)備于鍋爐尾部用于收回余熱的一種設(shè)備,怎么避免鍋爐省煤器尾部受熱面腐蝕成為我們非常重視的問(wèn)題.

工業(yè)燃油、燃?xì)?、燃煤鍋爐規(guī)劃制作時(shí),為了避免鍋爐省煤器尾部受熱面腐蝕和堵灰,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)排煙溫度一般不低于180℃,最高可達(dá)250℃,高溫?zé)煔馀欧挪还庑纬珊芏酂崮芾速M(fèi),一起也污染環(huán)境.

鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕概述

1、受熱面的概念

現(xiàn)代鍋爐機(jī)組中，主要受熱面包括水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。省煤器和空氣預(yù)熱器布置在對(duì)流煙道的最后，進(jìn)入這些受熱面的煙氣溫度已不高，故把這兩部分統(tǒng)稱為尾部或低溫受熱面。尾部受熱面的主要作用是使給水和送風(fēng)的溫度提高并降低排煙溫度，提高鍋爐效率，從而節(jié)約燃料。

2、低溫腐蝕的概念

低溫腐蝕是指鍋爐尾部受熱面的腐蝕。低溫腐蝕不僅發(fā)生在空氣預(yù)熱器上，有時(shí)也會(huì)在省煤器、鋼制煙道、除塵器和引風(fēng)機(jī)等處發(fā)生。低溫腐蝕已經(jīng)成為機(jī)械蒸汽系統(tǒng)生產(chǎn)穩(wěn)定的制約因素。

3、露點(diǎn)溫度概念

露點(diǎn)溫度是指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時(shí)的溫度。形象地說(shuō)，就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r(shí)候的溫度叫露點(diǎn)溫度。當(dāng)空氣中水汽已達(dá)到飽和時(shí)，氣溫與露點(diǎn)溫度相同；當(dāng)水汽未達(dá)到飽和時(shí)，氣溫一定高于露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度越小于周圍環(huán)境的溫度，結(jié)露的可能性就越小，也就意味著空氣越干燥，露點(diǎn)不受溫度影響，但受壓力影響。煙氣中SO3的含量和煙氣中水蒸氣的含量是決定煙氣露點(diǎn)溫度的關(guān)鍵因素。煙氣露點(diǎn)溫度與燃料品種、燃燒狀態(tài)、過(guò)?？諝庀禂?shù)、煙氣中水蒸氣濃度和燃料中含硫量、灰分等有關(guān)。

腐蝕速度和低溫腐蝕的規(guī)律

金屬腐蝕速度取決于凝結(jié)的酸量、硫酸濃度和金屬壁溫三個(gè)因素。尾部受熱面凝結(jié)的酸量越多，腐蝕越快。隨著硫酸濃度的增加，腐蝕速度越快；但當(dāng)達(dá)到一定濃度(約56％)，腐蝕速度最大；超過(guò)這一濃度，腐蝕速度急劇下降，達(dá)到70％左右以后基本不變；金屬溫度越低，化學(xué)反應(yīng)速度越慢，腐蝕速度也降低。鍋爐尾部受熱面的腐蝕速度隨壁溫的變化規(guī)律是上述三個(gè)因素綜合作用的結(jié)果。

低溫腐蝕的機(jī)理

低溫腐蝕是由于燃料中含有硫，燃燒后形成SO2，其中少量的進(jìn)一步氧化成SO3，SO3與煙氣中的水蒸氣結(jié)合成為硫酸蒸氣，硫酸蒸汽的存在使得煙氣中的露點(diǎn)明顯提高，由于空氣預(yù)熱器中的空氣溫度較低，壁溫低于煙氣露點(diǎn)，這樣就使硫酸蒸汽凝結(jié)在空氣預(yù)熱器的受熱層面上，從而造成硫酸腐蝕。如果燃料中的含硫量較高、煙氣中的SO2含量較高、露點(diǎn)升高并且給水溫度較低時(shí)，省煤氣管也有可能發(fā)生低溫腐蝕。

鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕的原因

1、使用的燃料

通過(guò)研究者對(duì)燃料催化干氣組合的分析對(duì)比，得出結(jié)論：省煤器和空氣預(yù)熱器發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象，燃料中的硫化氫增加是主要原因之一。

2、燃料含硫量

SO3的生成量幾乎與燃料的含硫量成正比．當(dāng)燃料含硫量為1％時(shí)。SO3濃度已超過(guò)腐蝕危險(xiǎn)濃度的下限，與此相應(yīng)，露點(diǎn)溫度則提高到130℃左右。有實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)含硫量在l％—5％范圍內(nèi)。含硫量每增加l％，露點(diǎn)溫度約升高4—5℃。目前從高爐凈化出口管道排水器取樣化驗(yàn)：高爐煤氣冷凝水pH值4.05，主要酸根(60 mg/L)，這說(shuō)明高爐煤氣呈酸性,具有很強(qiáng)的腐蝕性。

鍋爐給水溫度對(duì)鍋爐設(shè)備腐蝕的影響

拿格爾木地區(qū)的鍋爐設(shè)備為例，格爾木地處高原，海拔高度2850m，大氣壓只有69kPa，給水溫度無(wú)法達(dá)到105℃，如果給水溫度提高到了這個(gè)溫度，則給水泵將發(fā)生嚴(yán)重的汽蝕現(xiàn)象而無(wú)法正常工作。所以說(shuō)，給水溫度必須控制在80—97℃之間，而省煤器壁溫也只有80℃左右，再加上受熱面積的增加，受熱面各段溫度降低。另外，省煤器出口的煙溫度僅僅為156℃，煙氣溫度的降低，加上給水溫度的不足，從而引起煙氣中的硫化物省煤器壁凝結(jié)，產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。

過(guò)量空氣系數(shù)α

過(guò)剩氧的存在是使SO2氧化成SO3的基本條件，顯然α越大，過(guò)剩氧越多，SO3也越多。某些實(shí)驗(yàn)得到，當(dāng)降到1.05時(shí)，煙氣中SO3的濃度顯著減少，接近或小于腐蝕危險(xiǎn)程度；當(dāng)α小于1.1(含氧量小于2％)時(shí)，露點(diǎn)急劇下降。因此，低氧燃燒是防止低溫腐蝕的有效措施。

鍋爐尾部腐蝕的防止措施

1、尾部受熱面的設(shè)計(jì)要求

（一）尾部受熱面的傳熱溫差小，致使空氣預(yù)熱器和省煤器所消耗的鋼鐵量占整臺(tái)鍋爐鋼耗的30％左右。因此，要使空氣預(yù)熱器和省煤器總的金屬消耗量最小，應(yīng)合理地布置好尾部受熱面。當(dāng)鍋爐燃燒所要求的熱空氣溫度較高時(shí)，為保證空氣預(yù)熱器出口處的溫度，應(yīng)該將空氣預(yù)熱器分成兩部分，與省煤器交錯(cuò)布置，即尾部受熱面成雙級(jí)布置。

(二)第一級(jí)省煤器出口端水溫應(yīng)低于水沸騰點(diǎn)40～50℃，保證進(jìn)人第二級(jí)省煤器時(shí)不會(huì)發(fā)生汽化，以防止發(fā)生流量不均勻現(xiàn)象。

(三)尾部受熱面在結(jié)構(gòu)上不宜過(guò)長(zhǎng)，過(guò)長(zhǎng)時(shí)排煙煙道很難布置[1]。

2、減少SO3的生成

煙氣成分中的SO3少，煙氣露點(diǎn)溫度和硫酸在低溫受熱面的凝結(jié)率也下降，腐蝕和積灰就自然減輕。SO3的含量與諸多因素有關(guān)(包括運(yùn)行)，而燃料中的硫含量是關(guān)鍵因素。盡量少用高硫燃料當(dāng)然好，但不現(xiàn)實(shí)。根據(jù)環(huán)保要求對(duì)燃用高硫燃料應(yīng)采取脫硫措施，主要措施有燃料脫硫、燃燒脫硫和煙氣脫硫，以使煙囪出口排煙的S0x排放量達(dá)標(biāo)。

3、添加劑的使用

為了防止低溫腐蝕常使用各種添加劑，固體類的有自云石、鎂石、鋅粉和硅、硼等的氧化物；液體類有氯化鎂的水溶液；氣體類的有氨氣等。上述添加劑的使用效果較為顯著。但是即使同一種添加劑在不同條件下所得到的效果也不相同。這與添加劑的用量、加人方法、均勻分布程度等一系列因素有關(guān)[3]。

4、暖風(fēng)器的使用

冬季鍋爐正常運(yùn)行中，由于煤中硫燃燒后產(chǎn)生的酸性蒸汽，當(dāng)?shù)陀诼饵c(diǎn)溫度時(shí)，就會(huì)發(fā)生酸液凝結(jié)引起灰垢粘結(jié)和對(duì)設(shè)備腐蝕。當(dāng)冬季不投用暖風(fēng)器會(huì)引發(fā)空預(yù)器嚴(yán)重堵灰，造成送引風(fēng)機(jī)電流增大，風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)擋板開足，直接威脅機(jī)組安全運(yùn)行，影響機(jī)組帶負(fù)荷能力。公司鍋爐的空預(yù)器為表面式換熱，在空氣進(jìn)入空預(yù)器前裝有暖風(fēng)器。冬季氣溫較低時(shí)，利用在汽輪機(jī)做功后溫度和壓力較低的抽汽來(lái)加熱鍋爐送風(fēng)。所以在冬季前，根據(jù)氣溫情況應(yīng)投入暖風(fēng)器運(yùn)行，保證進(jìn)入空預(yù)器的送風(fēng)溫度在30℃以上，使受熱面壁溫比酸露點(diǎn)溫度高，就能大幅減少低溫粘結(jié)灰。

在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)中暖風(fēng)器可用來(lái)提高點(diǎn)火風(fēng)溫，改善初始燃燒條件，不僅節(jié)省啟動(dòng)用油，而且大幅降低未燃燼油煙油垢聚積在尾部而引發(fā)二次燃燒可能性，是鍋爐安全經(jīng)濟(jì)啟動(dòng)不可缺少重要措施之一。

目前節(jié)能降耗、節(jié)約增效越來(lái)越受社會(huì)各行各業(yè)重視，是人類自身求生存發(fā)展的需要，同樣是電廠求生存求發(fā)展的需要。解決燃?xì)忮仩t尾部受熱面的低溫腐蝕問(wèn)題。首先需解決燃料含硫問(wèn)題，從高爐原料開始降低燒結(jié)礦種的硫含量，高爐噴吹使用低硫煤，以降低煤氣中含硫量。同時(shí)投入暖風(fēng)器可以有效控制空預(yù)器冬季低溫腐蝕，改善鍋爐燃燒風(fēng)溫，其安全效益和經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。