锅炉硫腐蚀原理

锅炉的硫腐蚀
指烟气中的水蒸气和硫燃烧后生成的三氧化硫结合成的硫酸对锅炉的腐蚀。

最常见的硫腐蚀是发生在锅炉尾部受热面上的低温硫腐蚀。

低温硫腐蚀常发生在空气预热器的冷端及给水温度低的省煤器中。

在受热面的温度低于烟气的露点时，烟气中的水蒸气和硫燃烧后生成的三氧化硫结合成的硫酸会凝结在受热面上，严重地腐蚀受热面并造成“堵灰”。

当烟气中只含水蒸气而不含三氧化硫时，烟气露点实际上指的是烟气中水蒸气霹点，即烟气中水蒸气的结露(凝结)温度。

这个温度与烟气中所含水蒸气的分压有关。

水蒸气分压越高，露点温度也越高。

不同燃料燃烧生成烟气的水蒸气露点大致如下表所示。

烟气的水蒸气露点
由上表可以看出，烟气中水蒸气露点温度不超过50℃，比锅炉的排烟温度低得多，因而单纯的水蒸气是很难在受热面上结露的。

烟气中如果有三氧化硫，情况就大不相同了。

燃料中硫燃烧后，生成二氧化硫。

在过量空气系数较大，过量氧气较多而温度又不太高的条件下，少量二氧化硫继续氧化生成三氧化硫：
这个反应是个可逆的放热反应，在温度高、氧量少的情况下很难进行；即使温度不高，供氧充足，生成的三氧化硫也很有限。

国内外实测数据表明，三氧化硫转化率[烟气中SO3体积／(SO3+SO2)体积)对链条炉为1％～2％；对抛煤机炉为0．5％～1．5％；对煤粉炉为0．5％～1％；燃油炉为0．5％～2％。

烟气中的二氧化硫对受热面没有明显的腐蚀作用。

三氧化硫的含量虽然很小，但它能与烟气中的水蒸气结合成硫酸蒸气，会显著地提高烟气的露点温度。

只要有极少量的硫酸蒸气存在，烟气的露点(酸露点)就会提高到100℃以上。

露点温度的提高意味着硫酸蒸气遇到温度较高的壁面就可能结露，酸露不仅腐蚀金属壁面，而且会使烟气中的灰分凝结在金属壁面上，灰分越积越多，最后堵塞烟气通道。

为了避免低温硫腐蚀，可采用下列技术措施：
(1)用热空气或蒸汽加热冷空气，提高空气预热器入口的空气温度，从而提高预热器壁面温度使之高于露点温度。

(2)采用低氧燃烧方式，减少SO3的生成量。

(3)采用玻璃、陶瓷等的耐腐蚀材料，来制造冷端空气预热器。

除了低温硫腐蚀外，还有高温硫腐蚀。

高温硫腐蚀指烟气中所含碱金属的复合硫酸盐以液态在过热器等高温受热面上沉积所造成的腐蚀。

它是一种汽侧的腐蚀，和所用燃料有关。

燃油中的钒、钠和硫，煤中的碱性化合物及磷酸盐等挥发后凝结在较冷的金属上，与二氧化硫或三氧化硫作用而成为硫酸盐粘在金属面上造成腐蚀。

一般采用加入氧化镁、白云石、钙、铝、硅等添加物的方法，造成高熔点的化合物，以防止其沉积。

——摘自《安全科学技术百科全书》（中国劳动社会保障出版社，2003
年6月出版）。