尾部受热面的积灰、磨损和低温腐蚀的预防和检修
燃气热水锅炉尾部受热面低温腐蚀问题及预防措施
燃气热水锅炉尾部受热面低温腐蚀问题及预防措施
作者：田龙
来源：《中国新技术新产品》2009年第06期
摘要：本文系统的阐述了燃气热水锅炉产生低温腐蚀的原因及其防治措施，旨在保证锅炉高效运行，减少锅炉检修维护费用，延长锅炉使用寿命。
关键字：燃气热水锅炉；低温腐蚀
随着经济的发展及环保要求的提高，民用燃料逐渐被液化石油气或天然气替代。目前，我国北方地区常采用小型燃气热水锅炉冬季供暖，但由于供暖周期长，锅炉负荷在供暖期内变化大。为了降低燃气费用，大多数供暖企业在实际运行中都会采取锅炉小负荷输出、低温供水的运行方式。由于排烟温度较低，受热面壁温受锅水温度低的影响，造成受热面壁温比烟气露点温度低，产生大量的冷凝水，使尾部受热面表面产生严重的腐蚀。我公司采用的2台蒸汽式锅炉，投运几年来产生了不同程度的腐蚀问题，对锅炉安全运行造成一定的影响。以下将简单介绍造成锅炉尾部受热面低温腐蚀问题的原因及预防措施。
1造成锅炉尾部受热面的低温腐蚀问题的原因
燃气热水锅炉的腐蚀主要有低温腐蚀和化学腐蚀两种。与燃煤锅炉的低温腐蚀相似，燃气锅炉的低温腐蚀也是由于酸性物质引起的一种腐蚀。天然气在燃烧过程中生成的二氧化碳(C+O2→CO2)，遇到冷凝水后水解成碳酸(CO2+H2O→H2CO3)，造成了锅炉的低温腐蚀。由于碳酸显弱酸性且易挥发，所以燃气热水锅炉的低温腐蚀经常被人们所忽略，而没有引起足够的重视。
化学腐蚀指的是锅炉内金属表面与氧和水发生化学反应所产生的腐蚀，这种腐蚀是活性铁在氧的作用下与炉内的冷凝水反应生成氢氧化亚铁〔2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2〕，氢氧化亚铁继续与氧气和水发生反应生成氢氧化铁〔4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3〕的过程。氢氧化亚铁在酸碱性溶液中显示不同的酸碱度，在碱性溶液中为显酸性的亚铁酸H2FeO2，在酸性物质中为显碱性的氢氧化亚铁Fe(OH)2。由于冷凝水呈弱酸性，氢氧化亚铁与冷凝水中的碳酸进一步反应生成碳酸亚铁〔Fe(OH)2+H2CO3→FeCO3+2H2O〕；碳酸亚铁继续与碳酸发生中和
尾部受热面常见问题及防止
图9-30 省煤器的防磨装置 （a）弯头处的护瓦和护帘；（b）烟气走廊区的护瓦； （c）弯头护瓦；（d）局部防磨装置 1—护瓦；2—护帘
图9-31 管式空气预热器的防磨装置 （a）磨损和防磨原理；（b）、（c）加装保护套管；（d）外部焊接短管 1—内套管；2—耐火混凝土；3—预热器管板；4—焊接短管
三、低温腐蚀
1．低温腐蚀及其危害
低温腐蚀概念：
当受热面壁温低于酸露点时，烟气中的硫酸蒸汽在受热 面上凝结而发生的腐蚀，称为低温腐蚀。
低温腐蚀危害：
（1）导致空气预热器穿孔，大量空气漏入烟气中，一方面因空气不足造 成燃烧恶化，另一方面使送、引风机负荷增加，电耗增大； （2）造成低温粘结性积灰，在锅炉运行中难以清除，不仅影响传热，使 排烟温度升高，而且严重时堵塞烟气通道，引风阻力增加，锅炉出力 下降，严重时被迫停炉清灰； （3）严重的腐蚀将导致大量受热面更换，造成经济上的巨大损失。
• 从管排上来看，错列管束中磨损最严重的是第二排，顺列管束第五排 磨损严重 • 当烟气在管内纵向冲刷时（如管式空气预热器），磨损最严重点发生 在管子进口约150~200mm长的不稳定流动区域的一段管子内
图9-29 受热面管子的飞灰磨损 （a）管外横向冲刷错列管束时磨损情况；（b）烟气管内纵向冲刷 1—空气预热器管子；2—上管板
图9-13 管式空气预热器的布置 (a)单道多流程； (b)单道单流程； (c)双道多流程； (d)单道多流程双股平行进风； (e)多道多流程 1—空气进口；2—空气出口
锅炉尾部受热面的布置
烟气中三氧化硫的形成主要有两种方式：
一是燃烧反应中火焰里的部分氧分子会离解成原子 状态，它能与二氧化硫反应生成三氧化硫，燃料含 硫量愈大，炉膛温度愈高，过量空气量愈多，生成 的三氧化硫愈多； 二是烟气中二氧化硫流经对流受热面遇到氧化铁或 氧化钒等催化剂时，会与烟气中的过剩氧反应生成 三氧化硫。
工艺特点
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烟气中的三氧化硫量是很少的，但极少量的三 氧化硫也会使酸露点提高到很高的程度。如烟 气中硫酸蒸汽的含量为0.005％时，露点可达 130150 C。
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(三）烟气露点的确定
烟气露点与燃料中的硫分和灰分有关。燃料中 的折算硫分越高，燃烧生成的SO 2 就越多，导致 SO3也增多，致使烟气露点升高；此外，烟气中 的灰粒子可以部分地吸收烟气中的硫酸蒸汽， 从而降低它在烟气中的浓度。由于硫酸蒸汽分 压力减小，烟气露点也就降低。
高速铣削给落地式铣镗床带来了结构 上的变 化，主 轴箱居 中的结 构较为 普遍， 其刚性 高，适 合高速 运行。 滑枕驱 动结构 采用线 性导轨 ，直线 电机驱 动，这 种结构 是高速 切削所 必需的 ，国外 厂家在 落地式 铣镗床 上都已 采用， 国内同 类产品 还不
多见，仅在中小规格机床上采用线性 导轨。 高速加 工还对 环境、 安全提 出了更 高的要 求，这 又产生 了宜人 化生产 的概念 ，各厂 家都非 常重视 机床高 速运行 状态下 ，对人 的安全 保护与 可操作 性，将 操作台 、立柱 实行全 封闭式 结构， 既安全 又美观 。
尾部受热面的磨损、积灰
3、 静电吸引力作用 烟气中的飞灰由于碰撞、磨擦等作用会带电荷， 带电荷灰粒碰到管壁时会因静电吸引力吸附在 管壁上，对于小于20~30m灰粒，尤其是小于 10m的灰粒，静电力将大于本身的重量而被 吸附在管壁上。
4、 机械网罗作用 管壁表面有一定的粗糙度，对于小于 3~5m的灰粒，靠机械作用被毛刺拉住，沉积 在管壁上。 省煤器受热面积灰后，使传热恶化，排烟 温度升高，降低锅炉效率，积灰可能使烟道堵 塞，轻则使流动阻力增加、降低出力，严重时 可能被迫停炉清灰。积灰对锅炉运行经济性和 安全性影响是显而易见的。
应用省煤器的目的： 其一，为了减少蒸发受热面； 其二，给水经省煤器加热后温度升高，这样进 入汽包时可以减小给水与汽包壁的温差，使汽 包的热应力降低，延长汽包使用寿命。 因此，省煤器的作用不仅是省煤，实际上 已成为现代锅炉中不可缺少的一个组成部件。
一、省煤器积灰
进入省煤器区域的烟气中已没有熔化的飞 灰，碱金属（钠、钾）氧化物蒸汽的凝结也已 结束，所以省煤器的积灰大多是疏松的沉积灰， 容易用吹灰方法消除。 进入省煤器区域的飞灰，具有不同的颗粒尺 寸，属于宽筛分组成，一般都小于200m，大 多数为10~20m。当携带飞灰的烟气横向冲刷 蛇形管时，在管子背风面形成涡流区，较大颗 粒飞灰由于惯性大不易被卷进去，而小于 30m的小颗粒却跟随气流卷入涡流区，在管 壁上沉积下来，形成楔形积灰。
一、 烟气露点
热水锅炉尾部受热面灰垢形成原因及解决方案
热水锅炉尾部受热面灰垢形成原因及解决方案
作者：张亚峰
来源：《科技视界》2020年第17期
摘要
目前，随着国内经济稳定长足的发展，节能减排工作已势在必行，全国大多数冬季采暖地区已开展集中供热项目。大吨位的热水锅炉由于采用模式壁结构，有着受热面大、密封好、效率高等优点，深受供热单位的垂青。但采暖供热所用的热水锅炉尾部受热面容易造成积灰，严重时影响锅炉出力及热效率，这一直是个较难彻底解决的问题，本文对采暖供热锅炉尾部受热面灰垢形成的原因及解决方法进行了解析。
关键词
灰垢;尾部受热面;吹灰器
中图分類号： TK227 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码： A
DOI：10.19694/ki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 43
每年随着冬季的到来，我国北方各地陆续开始采暖供热，在实践运行中发现，一些采暖锅炉运行一到两个月以后，锅炉尾部受热面积灰非常严重（夏季检修时已经将受热面的积灰清扫干净），排烟温度很高，查其原因，是由于尾部受热面积灰严重，导致排烟温度高、锅炉出力小、热效率低，严重的时候，受热面堵塞，引风抽力不够，锅炉无法正常运行。
1 造成短时间内锅炉尾部受热面积灰的原因
1.1 锅炉运行的原因
间断运行是造成尾部受热面积灰的重要原因之一。
北方的采暖锅炉季节性很强，尤其是供热初期和末期，外网热负荷较低，一些供热单位采用锅炉间断运行的供热方式，根据室外气温定时启动锅炉，此种间断供热的运行方式易造成锅炉启动时回水温度已经很低，尤其是锅炉启动的前一两个小时内，炉膛温度无法短时间内达到一定高的温度，炉膛温度低直接导致排烟温度过低，使烟气在锅炉尾部与温度较低的回水进行换热时，排烟温度低于烟气中水蒸气的凝结点（称为露点），烟气中水蒸气随着结露生成液态露水。由于温度较低，烟气的体积随着温度的下降而缩小，锅炉尾部烟气流速很低，烟气中的粉尘与受热面的露水结合，粘在受热面上。随着锅炉的连续运行、炉膛温度、排烟温度升高，导致潮湿的积灰中水分蒸干后变成坚硬的灰垢（灰壳），反复间断的启动锅炉，恶性循环，最终尾部受热面积灰的情况会越来越严重。
尾部受热面的磨损和低温腐蚀及积灰
灰磨损指数（我国常用指数）
Hab < Hab
11H00-a%b2，0%磨1，A0a损磨0r (倾损Si向O倾2轻向微0中.8等Fe2O3
1.35Al2O3 ),%
Hab 20% ，磨损倾向严重
4
第二节 飞灰磨损速率
飞灰磨损速率：因飞灰引起的单位时间金属厚度最大磨损速度。
四、降低过量空气系数和减少漏风
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第六节 尾部受热面的积灰和防止
一、尾部受热面的积灰
积灰产生的原因及过程
当携带飞灰的烟气横向冲刷受热面管束时,在管子背风面形成旋涡 区,小于30μm的小颗粒跟随气流卷入旋涡区，在管壁上沉积下来， 形成楔形积灰。
积灰在一定的烟气速度下经一段时间后，积灰不再增加，即达到 动态平衡。（细颗粒沉积过程和粗颗粒对沉积层的破坏过程综合 作用的结果）
当受热面的金属壁温低于酸露点时，硫酸蒸汽就会在壁面上凝结， 对金属产生严重的腐蚀作用。
7
第四节 空气预热器烟气侧腐蚀-低温腐蚀
低温腐蚀
腐蚀的位置：通常发生在低温级空气预热器中空气和烟气温度最低的 区域。对回转式空预器，发生在空预器的冷段。
腐蚀的危害 严重影响锅炉的经济运行。 管式空预器管子穿孔，增加漏风，致使送风不足，导致燃烧恶化 和降低经济性； 使回转式空气预热器的蓄热元件严重腐蚀，影响传热效果； 加重 积灰甚至堵灰（特别是回转式空预器），增加阻力，影响经济性。
尾部受热面的磨损和积灰
磨损的影响因素:
1、飞灰浓度（灰量） 2、烟气流速 3、灰粒特性 4、烟气温度 5、管束的排列与冲刷方式（顺列） 6、烟气走廊 7、运行因素
一、尾部受热面的积灰
–积灰产生的原因及过程 当携带飞灰的烟气横向冲刷受热面管束时,在管子背风面形成 旋涡区,小于30μm的小颗粒跟随气流卷入旋涡区，在管壁上 沉积下来，形成楔形积灰。 • 积灰在一定的烟气速度下经一段时间后，积灰不再增加，即 达到动态平衡。（细颗粒沉积过程和粗颗粒对沉积层的破坏 过程综合作用的结果） • 低温受热面积灰一般是干松状的松散性积灰 • 积灰也可能由酸蒸汽或水蒸汽的凝结引起，将灰粒粘聚在受 热面上
–积灰的影响 • 传热量减少，排烟热损失增加 • 堵塞烟道，阻力增加，风机电耗随之增加，以至降低锅炉出 力甚至停炉
• 可能导致低温腐蚀
烟速与积灰
二、尾部受热面的积灰
–影响积灰的因素(省煤器) • 烟气流速 • 管束的排列（错列和顺列），管间节距 • 管径 • 灰分颗粒的大小 • 气流方向 –防止措施 • 足够高的烟速（考虑磨损和传热） • 合理布置受热面（错列布置） • 采用小管径 • 正确设计和投用吹灰装置，优化吹灰 • 防止省煤器的泄漏
第十七章 尾部受热面的磨损和低温腐蚀及积灰
③控制燃烧，防止炭黑生成
炭黑：含碳原料不完全燃烧而产生的微细粉末。外观为纯 黑色的细粒或粉状物。
组成：碳黑的主要组成物是碳元素，还含有少量的氢、氧、 硫、灰分、焦油和水分。
特点：炭黑不溶于水、酸、碱；能在空气中燃烧变成二氧 化碳。
一、尾部受热面的积灰 （一）积 灰 松散积灰是烟气携带的灰粒沉积在受热面 上形成的； 低温粘结积灰是烟气中的酸蒸汽和水蒸汽 在低温受热面上凝结，将灰粒聚积而形成 的。
16.07.2020
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（二）积灰形式 1.松散性积灰
烟气流速------烟气流速越大,积灰程度越轻。 飞灰的颗粒度------细灰容易积灰 管束结构特性------错列<顺列 顺列布置,管子背风面、第二排管子的迎风面不易受到冲刷，积灰 严重。 2.准松散性积灰或黏结性积灰 • 硫酸凝结在清洁受热面上，一方面要溶解管壁上的氧化膜和金属， 另一方面会捕捉飞灰颗粒并与其中的某些成分发生反应，生成酸 性凝结灰；
汽在受热面上凝结而发生的腐蚀，称为低温腐蚀。 2.低温腐蚀的部位：一般出现在低温级空气预热器的
低温区域，甚至扩展到烟道、除尘器和引风机。 3.危害：
• 受热面泄漏； • 空气漏入烟气,影响锅炉燃烧,引风机 负荷、电耗增加; • 低温粘结积灰,排烟温度升高,引风阻力增加,锅炉出力降低。
火电厂锅炉尾部受热面的常规检修方法分析
下腐蚀 。积垢 又使 传热恶化 ， 加速垢下腐蚀 。 １ － ２ ４ ． 燃 料 中含 有较高 的硫 、 钒、 钾、 钠等成 份时 ， 当管 子 的局 部热负荷过 高 ， 腐 蚀性 的低 熔点化合 物附着 在金属表 面 ， 形成高
火 电厂锅炉尾 部受热面 的常规检修 方法分析
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运行造 成Leabharlann Baidu坏。依据漏风位置将锅 炉漏 风进行划分 ， 主要为制粉
常规检测方式 主要 是通过观察及测量实现 。触摸 ： 对 于检测
系统 漏风 、 炉膛漏 风 、 烟道漏风 以及空预器 漏风 。锅 炉正 常运行 受热 现象 最为有效 ， 对 于检测距离 较小 ， 易触碰 到的地方 可以采
中， 炉 内压力为 １ ０ Ｐ ａ 一 ２ ０ Ｐ ａ ， 通过对炉膛 内气压的控制使之低于炉 用触摸方法 ， 对受热 面出现 的磨损 、 吹损等 问题非常有效 。 目测 ： 外大气 压力 ， 能够有 效的避免炉外喷灰 、 喷火与 冒烟等情况 ， 人孔
１ ． ２ ． ２运行 中当给水除 氧不彻底时或 除氧器运行不正 常时会 尾部 受热面可以通过上述 的常规检测方式进行检查 与处理 ， 然而管子 内部的缺陷与问题却得不到解决 ， 在一些分布较密集 的 区域 ， 常规检查 几乎 无用 。通常情况 下 ， 对尾部受热面的检修 主要
火电厂锅炉尾部受热面的常规检修方法分析
火电厂锅炉尾部受热面的常规检修方法
分析
摘要：火电厂中锅炉尾部受热面需要进行常规检查，只有进行常规有效的检查，才能对锅炉使用过程中存在的隐患问题进行排查和有效解决，进而能够使锅
炉得到规范使用，为发电提供关键的支持与保障。本文基于此，对火电厂锅炉尾
部受热面的常规检修方法进行分析研究，以供参考。
关键词：火电厂；锅炉尾部；常规检查
由于火电厂锅炉工作周期长，锅炉负荷在工作时变化大，造成锅炉四管泄露，其中主要包括过热、吹损、磨损、腐蚀、焊接缺陷等受热面技术问题。针对这些
原因，应该积极的采用锅炉尾部受热面检修技术来加以解决[1]。
1.锅炉尾部漏风和低温腐蚀产生原因
锅炉漏风作为锅炉效率中一个关键控制指标，直接影响着机组的经济运行。按照漏风位置的不同。可将锅炉漏风分为炉膛漏风、空预器漏风、制粉系统
和炉膛出口以后的烟道漏风。一般情况在运行的锅炉中，炉内处于微负压状态
(10-20Pa)，为了避免向炉外喷火、吐灰、冒烟，烟道和炉膛内的气压状态应保
持稍低于炉外环境的大气压力，使得空气可以从炉门、炉墙、烟道、看火孔等不
严密部位漏入烟道和炉膛中。热效率和传热受锅炉漏风影响明显，特别是对完全
无助于燃烧的对流烟道的漏风，影响更为显著，不仅增大风机的电耗，而且增加
了烟气带走的热量损失。为此，减少或消除锅炉漏风对提高电厂企业的经济效益
和提高机组运行的经济性具有重大意义[2]。
低温腐蚀是由酸性物质引起的一种腐蚀。由于粉煤在燃烧过程中产生
二氧化碳，当其遇到冷凝水后水解成碳酸，就造成了锅炉的低温腐蚀。但是因为
碳酸容易挥发，而且呈弱酸性，所以没有受到足够的重视，使锅炉尾部的受热表
燃煤锅炉尾部设备低温腐蚀问题分析及防治
dB《资源节约与环保》2019年第8期燃煤锅炉尾部设备低温腐蚀问题分析及防治
李叡
(山西西山热电有限责任公司山西太原030001)
摘要：在燃煤电厂，锅炉尾部设备会发生低温硫酸J
结露、堵灰等各类低温腐蚀问题，导致机组无法正常运
行，不具备经济、环保效益。本文简要论述燃煤锅炉尾部
设备低温腐蚀问题，深:入探讨具体防治方法。
关键词：燃煤锅炉；尾部设备;低温腐蚀°引言
因煤炭中含硫，燃烧过程中，会产生SO2,其中，有一部分转化成S03o而烟气中含水蒸气，与so3结合之后,生成h2so4蒸汽。一些锅炉内含脱硝装置，运行状态下，出现些微NH3逃逸问题，与烟气内SO3作用之后，生成NHaHSOg该物质经尾部设备，一旦元件壁面温度比酸露点低，上述两类蒸汽均会发生结露情况,使元件表层粘附飞灰,堵塞尾部设备,并对各元件造成腐蚀O 分别把脱硝装置、空气预热器、静电除尘器等设置在燃煤锅炉尾端烟道内。无论锅炉处于启动状态，还是低负荷工况，设备上都会有积灰、腐蚀、低温结露、二次燃烧等不良问题,对机组产生不良干扰,使之无法正常运行。
1燃煤锅炉尾部设备低温腐蚀问题分析
1.1空气预热器腐蚀堵灰
在运行负荷、外部温度低时，启动锅炉,使之处于运行状态。此刻，若空气预热器冷端换热元件表层温度比壁面酸露点低，会发生硫酸凝结情况，对烟气内飞灰形成粘积,引发低温腐蚀、积温情况。倘若空预器金属腐蚀、堵灰等都比较严重，很容易堵塞烟气通道，增加阻力。如果一二次风与烟气之间具备非常大的压差，冷空气从风侧泄漏至烟侧,导致烟温度过低，低温腐蚀、堵灰加剧。锅炉处于常规运行状态下时，沉积可燃物发生二次燃烧，对换热元件产生损坏,甚至把空预器烧毁,使经济损失增加。
达电1期锅炉尾部受热面低温腐蚀分析及预防
达电1期锅炉尾部受热面低温腐蚀分析及预防
本文分析了燃料在锅炉燃烧过程中，二氧化硫、三氧化硫的生成过程，SO3进一步与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸气并凝结在尾部烟道管壁上是火电厂锅炉低温段受热面管道腐蚀发生的根本原因，并对针对上述原因提出了降低尾部烟道受热面腐蚀的简单可行办法。
标签：低温受热面；低温腐蚀露点；防御措施
0 引言
达拉特发电厂有6台B&WB_1025/18.44-M亚临界一次中间再热单汽包自然循环炉，2台超临界直流强制循环炉，锅炉采用AB双风烟系统。前期工程投产后几台炉尾部烟道烟压均出现异常，后经停炉检查发现两台炉空预器、省煤器出现不同程度的腐蚀损坏。
1 低温受热面腐蚀产生的分析
1.1 燃料中硫、硫化物的去向
锅炉煤粉燃料中都含有硫或硫化物，当电厂来煤含硫份超过0.8时烟气中的硫化物排放会超标，煤粉中所含硫份在炉膛燃烧后会产生SO2，在多余氧气的环境里SO2会被氧化成SO3。SO3气体与烟气中水蒸汽结合形成酸雾，当尾部受热面温度低于硫酸蒸汽露点时，在金属管壁会凝结有液体硫酸腐蚀金属管壁并造成损坏。因此要严格控制电厂燃料采购环节，确保来煤中的硫含量不超标。
1.2 烟气中氧化硫的生成的化学机理
燃煤中硫分单质硫、有机硫（与C、H、O等结合的化合物）无机硫等。燃烧过程中，有机硫首先被氧化成SO2；无机硫分解速度较慢，例如：硫铁矿在高温下用空气氧化产生二氧化硫，
（4FeS2+11O2====8SO2+2Fe2O3 ）其中部分SO2在过剩氧和高温的作用下进一步转化为SO3，部分不能燃烧的无机硫随灰渣排出。
第17章尾部受热面的磨损和积灰及高温腐蚀
第六节 尾部受热面的积灰与防止
一、尾部受热面的积灰 尾部受热面积灰的类型：
松散性积灰； 低温粘结性积灰。
积灰对锅炉运行的影响：
（1）传热能力减小 1）排烟热损失增加 ；而且 2）省煤器积灰： 产汽量减少、蒸汽超温 (对汽包炉而言) ； 3）空预器积灰： 风温降低，对燃烧不利 。
（2）流动阻力增加 1）风机电耗增加；
第三节 尾部受热面防磨保护
一、选择适当的烟气速度 ；
要兼顾到积灰、传热、磨损；
二、防止局部空间飞灰速度和浓度过高 （图17- 6,7）
减少烟道中的流速不均、飞灰浓度不均；
三、采用防磨装置
（图17- 8,9）
四、受热面顺列布置 （传热效果不如错列布置）
五、受热面采用耐磨材料
第四节 空气预热器烟气侧腐蚀 （低温腐蚀）
1.05 fa Aar,red
2、影响酸露点的因素
（式17-8）
（1）燃料的折算硫分；
（2）燃料的折算灰分；
（3）飞灰系数；
（4）烟气中水蒸汽的露点。
三、腐蚀与堵灰
硫酸蒸汽结露、腐蚀、堵灰，三者相互促进， 形成恶性循环。
四、腐蚀速度及受热面壁温 1、影响腐蚀速度的因素：
（1）凝结的硫酸量； 正比 （2）凝结的硫酸浓度； 在56%附近最大 （3）受热面壁温。 正比 （同样的(1)、(2)时 ）
浅谈锅炉尾部受热面在运行中常见的问题及解决方法
浅谈锅炉尾部受热面在运行中常见的问题及解决方法
1 尾部受热面的积灰
当带灰的烟气流经各个受热面时，部分灰粒会沉积到受热面上而形成积灰。这是锅炉运行中常见的现象。积灰会影响传热和烟气的流速尤其是通道截面较小的对流受热面，严重的积灰还会堵塞烟道，以致降低锅炉出力甚至被迫停炉。在烟气温度低于600~700℃后尾部烟道受热面上的积灰，大多是松散的积灰。这是因为烟气中的碱金属盐蒸气凝结已结束，在受热面管子外表面上不再会有坚硬的沉积层。这时的积灰可能有两种不同的情况：一是由于气流扰动使烟气中携带的一些灰粒沉积到受热面上，形成松散的积灰层；二是由于烟气中酸蒸气和水蒸气在低温金属表面上凝结，将灰粒粘聚而成的积灰。
烟气中的灰粒一般都小于200μm，其中多数为10~30μm，当含灰气流横向冲刷管束时，管子背风面产生漩涡，较大的灰粒由于惯性大不会被卷吸进去，而较小的灰粒则进入漩涡，并沉积到管壁背风面上。灰粒之所以能粘附到管壁表面，是由于金属表面原子的不饱和引力场所引起的，灰粒越小相对表面积越大，当它与管壁接触时就能很容易的被吸附到金属表面上。
对流受热面上的积灰，主要集中在管壁的背风面，而迎风面很少，这是因为管子的正面部分从一开始就受到大灰粒的打击，因此只有在烟速很低或飞灰中缺乏大颗粒时才会出现积灰。而管子侧面，由于受到飞灰的强烈磨损，即使在很低的烟气速度
下也不会有灰沉积。
影响积灰：烟气流速，烟气流速越高，灰粒中的冲刷作用越大，积灰越少；反之，当烟气流速较低时，在迎风面也会产生积灰现象。根据研究，对于使用固体燃料的锅炉，当烟气流速为8~10m/s时，迎风面不会积灰；当烟气流速为2.5~3m/s时，不仅背风面积灰严重，而且迎风面也会有较多的积灰，甚至发生受热面堵灰。飞灰的颗粒度，如果飞灰中粗灰多细灰少，则因冲刷作用大而积灰少；反之，积灰就多。积灰与管径有关，在其它条件不变时，管径越大，积灰越严重。减轻积灰的方法：（1）定期吹灰；（2）采取适合的烟气流速；（3）采取小管径，错列布置。
尾部受热面的积灰、磨损和低温腐蚀
3．减轻磨损的措施
（1）合理的选择烟气流速。省煤器中烟气流 速最大不宜超过9m/s （2）采用合理的结构和布置。
（3）加装防磨装置。 （4）搪瓷或涂防磨涂料。 （5）采用鳍片管或者膜式省煤器。
图9-30 省煤器的防磨装置 （a）弯头处的护瓦和护帘；（b）烟气走廊区的护瓦； （c）弯头护瓦；（d）局部防磨装置 1—护瓦；2—护帘
3．低温腐蚀机理
（1）SO2的形成： S+O2→SO2
（2）SO3的形成：SO2+O2→ SO3【催化剂】
SO2+［O］→SO3 【高温火焰中】
（3） SO3+H2O→H2SO4（蒸汽） 若tb<tl时，H2SO4蒸汽凝结，发生强烈的腐蚀。 4．烟气露点（酸露点）的确定：
tl tsl 125 3 Sar,zs 1.05
尾部受热面的低温腐蚀
• 烟气中三氧化硫的形成主要有两种方式 一是燃烧反应中火焰里的部分氧分子wenku.baidu.com离解成原子 状态，它能与二氧化硫反应生成三氧化硫，燃料 含硫量愈大，炉膛温度愈高过量空气愈多，生成 的三氧化硫就愈多。 二是烟气中的二氧化硫经对流受热面遇到氧化铁等 催化剂时，会与烟气中的过剩氧反应生成三氧化 硫。 烟气中的三氧化硫量很少，但极少量的三氧化硫 也会使酸漏点提高到很高的程度。如烟气中的硫 酸蒸汽的含量为0.005%时，漏点可达130-150℃。
低温腐蚀的机理
• 由于锅炉燃用的燃料中都含有一定的硫分， 燃烧时生成二氧化硫，其中一部分会进一 步氧化生成三氧化硫。三氧化硫与烟气中 的水蒸气结合形成硫酸蒸汽。烟气中的硫 酸蒸汽开始凝结的温度，简称酸露点。通 常将酸漏点称为烟气漏点。 当受热面的壁温低于硫酸蒸汽漏点时，硫酸 蒸汽就会凝结成为酸液而腐蚀受热面。烟 气漏点愈低于发生腐蚀的可能性愈大，腐 蚀的范围愈广。
• 解决尾部受热面低温腐蚀问题，首先需要 控制燃料含硫量，此为根本问题，是内因。 从运行调整角度考虑，采用低氧燃烧控制 方式，合理控制烟气含量，维持排烟温度 不低于烟气漏点温度。同时利用停炉机会 对锅炉墙炉门尾部烟道彻底密封，减少风 量。
• 导致受热面破坏泄露，使大量空气露入烟 气中即影响锅炉燃烧，又使引风机负荷增 大，电耗增加。 • 与腐蚀同时，还会出现低温结积灰，积灰 使排烟温度升高，引阻力增加，锅炉出力 降低，甚至强迫停炉清灰。 • 腐蚀严重，还将导致大量受热面更换，造 成经济上的巨大损失。 如上所示低温腐蚀将严重危及锅炉安全经济 运行
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论文
锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀
的预防和检修
关键词:受热面积灰磨损腐蚀预防处理
作者:高俊义
单位:佳木斯第二发电厂生技处
住址:黑龙江省佳木斯市前进区
时间:2003年7月
锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀
的预防和检修
高俊义
（佳木斯第二发电厂黑龙江省佳木斯市 154008）
摘要：大容量锅炉尾部受热面的积灰、磨损和腐蚀时有发生，对锅炉机组的安全、经济、稳定运行产生很大影响，本文主要阐述了大容量锅炉受热面积灰、磨损和腐蚀的原因、预防措施及发生这些缺陷后的一些处理方法。
关键词：受热面积灰磨损腐蚀预防检修
The boiler suffers the prevention for of accumulating the ash, wear awaying with corrosion of hot with fix
GaoJunYi
Summary:Big capacity boiler tail department some for reason for suffering the safety for of accumulating the ash, wear awaying with decaying having take placing, to boiler machine set of hot, economy, stabilizing circulating producing very big influence, this text primarily discussing the big capacity boiler suffering the hot area ash, wear awaying with corrosion, prevention measure and take placing these blemishs empress handle the method.
Key phrase:Suffer the hot Accumulate the ash Wear away
Decay Prevention Maintain
1前言
我国电站锅炉和工业锅炉以燃煤为主，而动力用煤质量偏劣，含灰量和含硫量等均较高，容易形成受热面的沾污、积灰、腐蚀和磨损。这将会给锅炉带来很多的问题，如积灰的清除、传热条件变差、受热面的寿命下降等问题。目前，随着锅炉容量的增大，炉内沾污、结渣、腐蚀等问题更为严重。这是由于如下众多的因素引起的：炉膛容积增大，清灰困难，烟道尺寸增大，烟速和烟温容易分布不均匀；
大容量锅炉蒸汽参数高，壁温升高，易引起积灰和结渣；大容量锅炉对运行安全性要求高等。因此对锅炉尾部受热面的积灰、磨损和低温腐蚀的预防和检修
2 高温积灰和高温腐蚀
2.1高温积灰的危害
受热面的积灰是设计和运行中应考虑的重要问题。炉内结渣或积灰会便国徽传热减少，并导致过热汽温升高。对流受热面的积灰可能阻塞烟气通道，使通风阻力增加，过热器的热偏差加剧，甚至影响锅炉的出力。
2.2高温积灰的形式
锅炉的高温积灰可分为两类：一是炉墙和其他辐射受热面上的熔渣，即所谓结渣；二是对流过热器和再热器受热面上的高温烧结性积灰。
2.3高温积灰的形成机理
燃料中的灰分，包含有各种无机混合物，其中有些易熔成分，基本上是碱金属的化合物和硫酸盐，他们的熔化温度为700～800度。在炉内高温区他们转变为气态。当烟气离开炉膛冲刷对流受热面进，这些气态物质就会在这些受热面上凝结。过热器和再热器受热面上的积灰，一般是由薄而密实的内灰层和松散而大量的外灰层组成。外灰层的成分与飞灰成分相差不多，内灰层具有较多的钠、钾和硫酸盐。在温度高于700～800度以上的烟气区域内，易熔化合物会在管子表面上发生凝结，并形成碱金属（钠、钾）和钙的粘结沉淀层。其中有一些固体灰粒同时被粘附在管子表面上。在高温烟气中氧化硫气体长时间的作用（烧结）下便形成白色的硫酸盐的密实沉淀层，牢固地粘着在管子表面上。随着灰层厚度的增大，其外表温度也升高，凝结过程也就逐渐终结。此后，在这一灰层的粗糙表面上会粘附一些难熔灰分的固体颗粒，形成松散而多孔的外灰层（气体介质可以通过这一层从外向里渗透）。这样，在这个烟温区，受热面的积灰多半由很薄的粘性风灰层和松散的外灰层组成。
在烟气温度较低（600～700度）的区域内，例如，在尾部竖井的对流受热面上，积灰多半是松散的沉淀物，管子表面上未发现粘结性内灰层，因为在这里碱金属的凝结已经终结。
灰分的烧结性能是表征积灰特性的重要因素。在燃用灰分烧结强度较大的煤时，灰分坚实，积灰牢固地粘着在管子上，难以消除，并容易使烟道堵塞。烧结强度低的灰分则容易吹扫干净或被气流带走。
灰分的烧结强度与其温度、灰分中的碱的含量（特别是钠的含量）以及灰分的烧结时间等因素有关，而与灰的熔化温度关系不大。灰分的温度越高以及烧结时间越长，其烧结强度也就越高，灰分中的碱的含量越多，其烧结强度也越大。
2.4高温腐蚀的机理
过热器和再热器受热面上的内灰层，不仅是高温积灰得以发展的重要原因，而且也是过热器和再热器高温腐蚀的根源。
过热器和再热器的高温腐蚀，又称煤灰（引起的）腐蚀。如上所述，高温积灰所生成的内灰层，含有较多的碱金属，它与飞灰中的铁、铝等成分以及烟气中通过松散外灰层扩散进来的氧化硫的较长时间的化学作用，便生成碱金属的硫酸盐。干灰并没有腐蚀作用；熔化或半熔化状态的碱金属硫酸盐复合物，对过热器和再热器的合金钢会产生强烈的腐蚀。这种腐蚀大约众540～620度时开始发生，灰分沉淀物的温度越高，腐蚀速度就越强烈，约在700～750度时腐蚀速度最大。所以这种腐蚀大多数发生在高温级过热器和再热器的出口管段。灰分沉淀物的温度由烟气温度管壁金属温度估计，过热器和再热器的外部腐蚀集中在管子迎风面并与气流方向成30～100度角的部位。
高温腐蚀还与燃料的成分有关，高碱和高硫燃料，腐蚀比较严重。燃料中的氯对合金钢，特别是不锈钢也有腐蚀作用。当燃烧重油时，高温过热器和再热器可能发生钒腐蚀。这种腐蚀是在管壁温度超过610～620度的情况下发生的。它与烟气中的五氧化二钒有关。当重油中有氧化钠时，烟气中会生成钒酸钠，它具有很低的熔点（约600度）。当过热器管子表面温度高于610度时，它会生成对各种钢（碳钢、低合金钢、奥氏体钢）都具有侵蚀作用的液膜。温度接近于烟气温度的过热器支吊架元件也遭受到钒的强烈腐蚀。
2.5防止高温腐蚀的措施
锅炉烟气侧的高温腐蚀主要可以分为两大类，一类是硫腐蚀，另一类是钒腐蚀