淺析焦?fàn)t煤氣電站鍋爐空氣預(yù)熱器低溫腐蝕的原因及對策 張魏雄 曹虎銀

精品文檔-下載后可編輯淺析焦?fàn)t煤氣電站鍋爐空氣預(yù)熱器低溫腐蝕的原因及對策張魏雄曹虎銀陜西神木潔能電廠兩臺(tái)蒸發(fā)量為240t/h燃?xì)獍l(fā)電鍋爐，2022年安裝調(diào)試正式運(yùn)行，半年后鍋爐小修時(shí)發(fā)現(xiàn)空氣預(yù)熱器低溫段的管子腐蝕嚴(yán)重。本文就這種現(xiàn)象進(jìn)行了分析，查找在很短時(shí)間內(nèi)管子腐蝕的原因，并提出了預(yù)防治理建議。

1、鍋爐參數(shù)及燃料特性：

1.1鍋爐相關(guān)參數(shù)（見表1）

1.2鍋爐設(shè)計(jì)燃料特性（見表2）

2、腐蝕情況

腐蝕發(fā)生在空氣預(yù)熱器低溫段。1#、2#鍋爐空氣預(yù)熱器四個(gè)管箱，每個(gè)管箱靠前段的幾排管子嚴(yán)重腐蝕，有的管壁腐蝕開孔，內(nèi)部有白色結(jié)晶體?？諝忸A(yù)熱器材質(zhì)為考登鋼（Corten），管子規(guī)格￠40x1.5mm，鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行煙道溫度低時(shí)，有凝結(jié)水流出，嚴(yán)重的地方被腐蝕溶解。

根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)將冷風(fēng)溫度提高到20度以上，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行保持煙氣均衡時(shí)腐蝕不是很嚴(yán)重，冷風(fēng)溫度低時(shí)腐蝕就比較嚴(yán)重，雖然煙道用高溫環(huán)氧樹脂漆防腐，但油漆全部成片脫落，不起作用。采用搪瓷內(nèi)外封面的空預(yù)器管子，用煙道的凝結(jié)水浸泡幾天，搪瓷管腐蝕嚴(yán)重。在夏季、由于環(huán)境溫度比較高對管子腐蝕就比較小。由于時(shí)間短，腐蝕數(shù)量少，電廠將腐蝕透的管子上下封堵，暫時(shí)不影響鍋爐運(yùn)行。

3、腐蝕成因分析

對空氣預(yù)熱器內(nèi)部白色結(jié)晶體進(jìn)行化驗(yàn)為硫化物結(jié)晶體，對凝結(jié)水化驗(yàn)PH為2.0為酸性。經(jīng)過分析認(rèn)為屬于低溫腐蝕。

經(jīng)化驗(yàn)煤氣中硫化氫含量過高。在燃燒過程中，燃燒中的硫化氫在燃燒后生成二氧化硫，二氧化硫與火焰高溫區(qū)域內(nèi)的氧原子反應(yīng)生成三氧化硫。煙氣中的全部或一部分三氧化硫與煙氣中的水蒸氣化合生成硫酸蒸汽。

三氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸蒸汽的轉(zhuǎn)化率為：

X=PH2SO4/（PSO3+PH2O）

計(jì)算得出，燃料燃燒后煙氣中水蒸氣體積比為18.59%，水露點(diǎn)為59.220C。燃燒后燃料中的SO2和H2S都將被部分氧化成SO3，假設(shè)SO3轉(zhuǎn)化率為2%，則在煙氣中的SO2含量為80PPm，假設(shè)SO3轉(zhuǎn)化率為2%，則SO3的含量為1.6PPm，對應(yīng)的酸露點(diǎn)溫度為1190C。

4、建議對策

按照蘇聯(lián)73版熱力學(xué)計(jì)算公式，推薦金屬壁面溫度低于酸露點(diǎn)300C左右時(shí)，腐蝕速率可以接受，可知暖風(fēng)器的冷卻的冷端壁溫需要保持在900C以上。該鍋爐排煙溫度為1500C，當(dāng)空氣預(yù)熱器進(jìn)口暖風(fēng)設(shè)計(jì)值為300C，則壁面溫度為900C，但考慮到負(fù)荷變化，為了延長空氣預(yù)熱器的使用壽命并加大安全系數(shù)，在設(shè)計(jì)上建議使用耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的ND鋼來制造空氣預(yù)熱器。而選擇普通碳鋼管作為暖風(fēng)器的材料，在設(shè)計(jì)上確保暖風(fēng)器將冷空氣溫度從-150C提高到300C，可以避免低溫腐蝕。另外，在設(shè)計(jì)上采用旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器，可以根據(jù)環(huán)境溫度的變化調(diào)整暖風(fēng)器的出口溫度。

經(jīng)過討論分析，有兩種方案可以解決陜西神木潔能電廠空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕，其一是在空氣預(yù)熱器前增加暖風(fēng)機(jī)，抽取部分水蒸氣加熱冷空氣，暖風(fēng)機(jī)受熱面采用擴(kuò)展受熱面組成，增加暖風(fēng)機(jī)需要的暖風(fēng)換熱器，而且最好投入旋轉(zhuǎn)式暖風(fēng)器，可以根據(jù)環(huán)境溫度來控制暖風(fēng)器的位置，具有動(dòng)態(tài)節(jié)能的效果。其二是增加一臺(tái)風(fēng)機(jī)抽取空氣預(yù)熱器出口的部分熱空氣用來加熱冷空氣，使部分空氣進(jìn)行在循環(huán)，但該方案可能造成燃燒器需要的熱空氣不足，或者空氣量增加后熱空氣溫度達(dá)不到燃燒要求，要求系統(tǒng)具有較高的調(diào)節(jié)功能。

5、結(jié)束語

低溫腐蝕現(xiàn)象是在鍋爐低溫受熱面上發(fā)生的。對于動(dòng)力鍋爐，主要發(fā)生在空氣預(yù)熱器中。在低參數(shù)小容量鍋爐中，由于給水溫度