鍋爐省煤器是設備于鍋爐尾部用于收回余熱的一種設備,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題.

工業(yè)燃油、燃氣、燃煤鍋爐規(guī)劃制作時,為了避免鍋爐省煤器尾部受熱面腐蝕和堵灰,標準狀態(tài)排煙溫度一般不低于180℃,最高可達250℃,高溫煙氣排放不光形成很多熱能浪費,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)代鍋爐機組中，主要受熱面包括水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器。省煤器和空氣預熱器布置在對流煙道的最后，進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)生在空氣預熱器上，有時也會在省煤器、鋼制煙道、除塵器和引風機等處發(fā)生。低溫腐蝕已經(jīng)成為機械蒸汽系統(tǒng)生產(chǎn)穩(wěn)定的制約因素。

3、露點溫度概念

露點溫度是指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時的溫度。形象地說，就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r候的溫度叫露點溫度。當空氣中水汽已達到飽和時，氣溫與露點溫度相同；當水汽未達到飽和時，氣溫一定高于露點溫度。露點溫度越小于周圍環(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溫度的關(guān)鍵因素。煙氣露點溫度與燃料品種、燃燒狀態(tài)、過?？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；但當達到一定濃度(約56％)，腐蝕速度最大；超過這一濃度，腐蝕速度急劇下降，達到70％左右以后基本不變；金屬溫度越低，化學反應速度越慢，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)律是上述三個因素綜合作用的結(jié)果。

低溫腐蝕的機理

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明顯提高，由于空氣預熱器中的空氣溫度較低，壁溫低于煙氣露點，這樣就使硫酸蒸汽凝結(jié)在空氣預熱器的受熱層面上，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、露點升高并且給水溫度較低時，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

通過研究者對燃料催化干氣組合的分析對比，得出結(jié)論：省煤器和空氣預熱器發(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．當燃料含硫量為1％時。SO3濃度已超過腐蝕危險濃度的下限，與此相應，露點溫度則提高到130℃左右。有實驗證明，當含硫量在l％—5％范圍內(nèi)。含硫量每增加l％，露點溫度約升高4—5℃。目前從高爐凈化出口管道排水器取樣化驗：高爐煤氣冷凝水pH值4.05，主要酸根(60 mg/L)，這說明高爐煤氣呈酸性,具有很強的腐蝕性。

鍋爐給水溫度對鍋爐設備腐蝕的影響

拿格爾木地區(qū)的鍋爐設備為例，格爾木地處高原，海拔高度2850m，大氣壓只有69kPa，給水溫度無法達到105℃，如果給水溫度提高到了這個溫度，則給水泵將發(fā)生嚴重的汽蝕現(xiàn)象而無法正常工作。所以說，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。

過量空氣系數(shù)α

過剩氧的存在是使SO2氧化成SO3的基本條件，顯然α越大，過剩氧越多，SO3也越多。某些實驗得到，當降到1.05時，煙氣中SO3的濃度顯著減少，接近或小于腐蝕危險程度；當α小于1.1(含氧量小于2％)時，露點急劇下降。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、尾部受熱面的設計要求

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

(二)第一級省煤器出口端水溫應低于水沸騰點40～50℃，保證進人第二級省煤器時不會發(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)上不宜過長，過長時排煙煙道很難布置[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)(包括運行)，而燃料中的硫含量是關(guān)鍵因素。盡量少用高硫燃料當然好，但不現(xiàn)實。根據(jù)環(huán)保要求對燃用高硫燃料應采取脫硫措施，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排放量達標。

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、暖風器的使用

冬季鍋爐正常運行中，由于煤中硫燃燒后產(chǎn)生的酸性蒸汽，當?shù)陀诼饵c溫度時，就會發(fā)生酸液凝結(jié)引起灰垢粘結(jié)和對設備腐蝕。當冬季不投用暖風器會引發(fā)空預器嚴重堵灰，造成送引風機電流增大，風機調(diào)節(jié)擋板開足，直接威脅機組安全運行，影響機組帶負荷能力。公司鍋爐的空預器為表面式換熱，在空氣進入空預器前裝有暖風器。冬季氣溫較低時，利用在汽輪機做功后溫度和壓力較低的抽汽來加熱鍋爐送風。所以在冬季前，根據(jù)氣溫情況應投入暖風器運行，保證進入空預器的送風溫度在30℃以上，使受熱面壁溫比酸露點溫度高，就能大幅減少低溫粘結(jié)灰。

在鍋爐冷態(tài)啟動中暖風器可用來提高點火風溫，改善初始燃燒條件，不僅節(jié)省啟動用油，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)濟啟動不可缺少重要措施之一。

目前節(jié)能降耗、節(jié)約增效越來越受社會各行各業(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。解決燃氣鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕問題。首先需解決燃料含硫問題，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。同時投入暖風器可以有效控制空預器冬季低溫腐蝕，改善鍋爐燃燒風溫，其安全效益和經(jīng)濟效益十分可觀。