管式空气预热器的腐蚀及预防
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表" 项目 型式 管箱布置 管箱数量 二组管箱
空气预热器型式及布置 数量
管径
为空气预热器冷端的一组管箱 （共 #’ 个） 大面积腐 蚀， 在机组大修时全部更换。 #’’# 年 ! 月机组大修 后又出现较大面积的腐蚀， 在 #’’$ 年 1 月机组调峰 停运时， 将乙侧一组管箱 " !’’ 条腐蚀损坏的管子堵 死， 作为临时性修复。由于未能根本解决腐蚀问题在 #’’$ 年 "’ 月的运行中出现了两台送风机全出力运 行， 燃烧仍然缺风情况， 两侧排烟温度分别为 "$" B 和 &! B （ 设 计 值 为 "1$ B ） ， 测得最大漏风率为 由于漏风使两 #! 9 "1A 气预热器大面积腐蚀的现象， 侧的热风温度偏差 #$# B （甲侧为 1!# B ， 乙侧为 ##’ ， 排烟温度偏差 "#% B （甲侧为 "44 B ， 乙侧为 %# B） ， 漏风率高达 &$A 。后因燃烧严重缺风于 #’’1 年 B） 在临修中将空气预热器下组的 1 月初机组被迫停运， 第一层 #’ 个管箱全部切除。 管式空气预热器的积灰与腐蚀问题是各中小型 锅炉普遍存在的问题， 只是程度上各有差别。综合分 析造成上述情况的主要原因有以下几点。 "）长期燃用低于设计值的劣质煤种。韶关电厂 地处粤北山区， 燃料主要来自本地， 但煤样多达几十
纹线上使管壁明显减簿， 这样就加快了由于腐蚀和磨 损带来的漏风， 另外由于管内呈螺旋状， 加剧了管壁 的积灰。因此， 在空气预热器冷端管组上采用光管式 考登钢， 对减少空气预热器的腐蚀和积灰是有好处 的。 "+" 提高空气预热器冷端的壁温 在锅炉运行过程中， 如果要使空气预热器壁温在 烟气露点以上， 就要提高排烟温度或空气预热器入口 空气温度， 但排烟温度的提高， 将会使排烟损失增加， 锅炉热效率降低。因此可采取以下一些方法： 机组在冬季运行 !）首先就要修复暖风器系统， 中及时投入锅炉暖风器运行。如暖风器不能修复， 则 应进行设备改造， 最常用的方法是把已预热的空气或 锅炉尾部烟气从再循环管送到送风机入口与冷空气 混合， 提高空气预热器入口冷风温度， 从而确保空气 预热器冷端壁温在规定范围内。 ,）锅炉启动初期要严格控制热风温度在 ,)) 以上， 空气预热器冷端壁温较高时， 才能投用煤粉燃 烧器。这是因为启动初期过剩的氧多， 火焰中氧原子 浓度增加， 使形成的三氧化硫量也增加的缘故。另 外， 由于启动初期排烟温度低， 过早投粉会致使空气 预热器积灰。 "+/ 降低烟气的露点减少硫酸蒸汽形成 烟气中形成的三氧化硫的多少与燃料硫分、 火陷 温度、 燃烧热强度、 燃烧空气量、 飞灰特性以及锅炉受 热面的催化作用等等因素有关。因此， 保证适当的过 量空气系数可以降低烟气中的三氧化硫的形成。控 制硫酸蒸汽的形成， 从而最大限度地降低空气预热器 的腐蚀。 "+/+! 降低过剩空气系数和减少漏风 在运行中应加强燃烧调整， 保持合适的过量空气 系数， 不但能降低烟气中 213 的含量同时又能减少 烟气中的过剩氧会增大 01" 的生成量， 无 01" 生成， 论是送入炉膛的助燃空气还是锅炉各部分的漏风， 对 只要有 01" 的生成量都有影响。因为在烟气流程中， 过剩氧存在， 为防止低 01, 便能继续生成 01" 。因此， 温腐蚀， 应尽可能采用较低的过剩空气系数和减少烟 道的漏风。 "+/+, 燃烧脱硫与掺烧 煤中黄铁矿一般可以利用重力不同而设法分离 一部分， 但有机硫很难除去。另外也可以对含硫份不 同的煤种进行掺烧， 以达到 （下转第 /( 页）
备注 双组管式 一组三层、 二组一层 4’ 个 1’ 个 #’ 个 管材 :$ 管材 :$ （上二层） 管材 ;<=: （下一层）
汽轮机、 发电机均为哈尔滨设备厂制造生产。4 号炉 为 56 / %&’ ) "1’ / "’ 型、 0 号 炉 为 56 / %&’ ) "1’ / 32"’ 型超高压一次中间再热单汽包自然循环锅炉， 每台锅炉配有双引、 双送风机， 中储式制粉系统 1 套， 管式空气预热器 " 套 （其型式、 布置见表 "） 、 总受热 面面积为 %% #!’ 7 。
・ 1’ ・
《四川电力技术》 #’’1 年第 % 期
管式空气预热器的腐蚀及预防
郑继忠， 李钢柱 （韶关发电厂， 广东曲江
摘
!"#"$#）
要： 通过对韶关发电厂 # 台 %&’ ( ) * 锅炉的运行分析， 探讨空气预热器的腐蚀、 漏风问题， 对风烟系统的检修、 维
护和运行监督提出可行性建议， 降低风机电耗和设备损耗， 提高经济效益。 关键词： 空气预热器； 腐蚀； 预防 %&’ ( ) * 锅炉； 中图法分类号： +,##$-$ 文献标识码： （#’’1） . 文章编号： "’’$ / %0!1 ’% / ’’1’ / ’#
源自文库
1’ 8 " 9 ! ! 1’ 8 " 9 ! !
一组管箱 ! 1# 9 $ 8 " 9 !
锅炉设计燃用煤种是广东曲仁无烟煤， 挥发份含 量低、 着火困难、 燃烧缓慢、 经济性差， 且质地坚硬、 不 易破裂、 可磨性系数小。按设计煤种 （发热量 "% 4$’ 灰份含量为 1’A 、 硫含量为 " 9 !A 、 固有水份为 >? ) >@） " 9 &A 。
（收稿日期： %##8 - #& - "#）
降低燃煤中硫份的目的。 !5$ 对停炉后的空气预热器采取保养措施 在机组大、 小修停运后， 已经受到腐蚀的空气预 热器管置于潮湿富氧的环境中， 必定会加剧管壁的腐 蚀。所以可以在停炉后， 尽早对空气预热器进行清 洗， 利用余温烘干或通热风的办法对空气预热器保 养。也可以通过充氮法对空气预热器进行保养。
8
结论
空气预热器的积灰与腐蚀给锅炉安全、 经济运行
带来严重的威协。因此需要在运行过程中加强监视 和调整， 针对各种现象认真分析， 制定出相应的技术 措施。运行人员应根据实际情况提出合理化的建议。 只有这样才能保证设备的健康， 提高设备的可用系 数， 改善设备的运行性能， 确保机组可以安全、 经济地 运行。
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积灰与腐蚀的原因
大容量高参数锅炉由于大都采用回热循环给水
温度高， 因此省煤器处烟温和壁温较高， 所以在省煤 器处的实际烟气温度高于烟气的露点， 因此省煤器不
万方数据 会产生结露和腐蚀。低温腐蚀和堵灰一般发生在受
《四川电力技术》 ,))/ 年第 4 期
・ /! ・
种， 而经常燃用低位发热量在 !" #$ % &’ 左右， 灰份达 硫份 ! + (* 以上的煤种。 ()* ， ,）暖风器系统不能投用。由于阀门及管道的泄 漏使暖风系统不能正常投运， 在冬季时送风温度只有 排烟温度低至 !)) - 左右。 " - . !) - ， "）吹灰系统不能投用。由于热工程控系统和吹 灰器经常故障而不能使用， 致使空气预热器的积灰没 有能及时清除。 小修停炉时空气预热器未能得到 /）在机组大、 保养。在机组大、 小修停运后， 将已经受到腐蚀的空 气预热器管置于潮湿富氧的环境中， 加剧了管壁腐蚀 的进程。 (〕排烟温度长期偏低。由于空气预热器漏风存 在的影响， 排烟温度低于 !!) - ， 使空气预热器冷端 管壁温度长期低于烟气露点运行， 加快了管壁的腐蚀 速度。
万方数据 登钢螺纹管。但从实际应用中来看， 螺纹管由于在螺
《四川电力技术》 %##8 年第 0 期
・ 8$ ・
图!
炉水、 蒸汽钠含量随汽包水位变化趋势图
将取样器装设在垂直下行的蒸汽管道上， 并距上弯头 大于 "#!、 下弯头大于 $! （!指蒸汽管道的内径， 单 位为毫米） 的部位， 进样口必须对着蒸汽流动方向， 且 样品入口部分应光滑以减少对汽流的扰动。 建议在 %! 号机组大修时检查汽包汽水分离器和 饱和蒸汽右侧取样器， 以消除缺陷。 除汽水分离装置外， 炉水杂质浓度是影响汽水 %） 分离效果的主要因素之一， 炉水杂质浓度过高可能使 汽包水位膨胀加剧或在汽包水汽分界面产生泡沫， 引 起蒸汽大量带水， 通过试验得出炉水运行控制指标： （以电导率计） 为 &$ ’( ) %! 号机炉水的极限含盐量 最大允许含盐量为 $# ’( ) *’。 *’， 试验中发现炉水加磷酸盐后对饱和蒸汽钠含量 影响很大， 建议改进炉内水处理工况， 采用平衡磷酸 盐处理。近年来， 随着机组参数的不断提高和水处理 技术的进步， 磷酸盐处理的主要目的已由防垢转为防 腐， 随着给水纯度的增高， 磷酸盐正作用减小， 副作用 却比较明显， 如 “盐类暂时消失” 现象， 特别由于机组
（上接第 8" 页）
的频繁启停以及调峰运行， 采用协调 +, - 磷酸盐处 理方式时磷酸盐的隐藏现象非常严重， 据统计， 采用 协调 +, - 磷酸盐处理的锅炉有 .#/ 的锅炉发生隐藏 现象， 有 0#/ 的锅炉发生酸性磷酸盐腐蚀。中国已 认识到协调 +, - 磷酸盐处理的缺点， 对已经使用 %# 年的协调 +, - 磷酸盐处理方式， 在新的炉水磷酸盐 处理标准 12 ) 34#$ 5 % - %##! 中不再推荐使用。而且 从化学处理角度来看， 只要能达到防垢的目的， 锅炉 中 678! - 的浓度以低些为好。所以建议炉水采用平 衡磷酸盐处理方式， 即低磷酸盐处理， 维持炉水中磷 酸三钠含量低于发生磷酸盐隐藏现象的临界值， 当炉 加入少量 9:7, 调节。 水 +, 值低于标准时， 在锅炉额定负荷内， 负荷波动时可保证蒸汽品 !） 质。锅 炉 负 荷 变 化 平 均 速 度 在 % 5 $ ;< ) ’=>、 !5 ! 蒸汽钠含量有一定的波动， 但 ;< ) ’=>、 $ ;< ) ’=> 时， 在炉水控制为低磷酸盐时， 蒸汽品质在合格范围内波 动。
热面壁温最低的空气预热器低温段。当受热面壁温
"
机组及配套
韶关发电厂 # 台 #’’ 23 国产燃煤机组， 锅炉、
接近或低于烟气露点时， 烟气中的硫酸蒸气将在壁面 凝结而对壁面产生腐蚀； 同时烟气中的飞灰极易被壁 面上的酸液粘附而形成沉积， 积灰中的金属氧化物与 酸液反应会生成水硬性硫酸盐， 引起积灰硬化， 形成 很难清除的低温粘积灰。空气预热器的低温粘积灰 使空预器管道的通流面积不断减小从而使管壁腐蚀 和积灰加剧， 产生恶性循环， 最终导致空气预热器产 生严重金属腐蚀和堵灰， 使烟气通流阻力增加， 通风 不足， 直接影响到了锅炉运行可靠性和热效率。 韶关发电厂 4 号炉早在 "004 年 "" 月就曾经因
"
预防腐蚀的措施
低温段空气预热器腐蚀的根本原因是由于烟气
中存在 01" 以及受热面金属壁温低于烟气露点的缘 故。因此要防止空气预热器腐蚀主要应采取的措施 以降低烟气的露点 有： 一是尽量减少烟气中的 01" ， 和减少硫酸的凝结量， 使腐蚀减轻； 二是提高空气预 热器冷端的壁温， 使之在高于烟气露点下运行。具体 的方法有以下一些。 "+! 恢复吹灰系统 由于吹灰系统不能正常投用， 尾部受热面积灰严 重， 使空气预热器的瞬时通风阻力增加， 导致堵灰的 可能性增大。所以应该利用停机的时候恢复吹灰系 统， 机组正常运行中， 每班都应对锅炉吹灰一次， 并做 好吹灰记录， 减少空气预热器的堵灰。运行中还应加 强对空气预热器进、 出口差压及温度的监视， 当发现 空气预热器进、 出烟气差压及温度有异常变化时， 应 加强调整， 采取加强吹灰等措施。如采取措施后仍不 见好转， 确认为冷端受热面有可能被腐蚀并开始积灰 时， 应利用机组调峰或临修、 大修停运时及时进行清 洗和烘干， 如出现较大腐蚀现象则应做好临时性修复 或更换工作。 "+, 改进空气预热器的管材 在上次空预器管更换时， 为了增强换热采用了考
（收稿日期： %##8 - #0 - "#）
万方数据
表" 项目 型式 管箱布置 管箱数量 二组管箱
空气预热器型式及布置 数量
管径
为空气预热器冷端的一组管箱 （共 #’ 个） 大面积腐 蚀， 在机组大修时全部更换。 #’’# 年 ! 月机组大修 后又出现较大面积的腐蚀， 在 #’’$ 年 1 月机组调峰 停运时， 将乙侧一组管箱 " !’’ 条腐蚀损坏的管子堵 死， 作为临时性修复。由于未能根本解决腐蚀问题在 #’’$ 年 "’ 月的运行中出现了两台送风机全出力运 行， 燃烧仍然缺风情况， 两侧排烟温度分别为 "$" B 和 &! B （ 设 计 值 为 "1$ B ） ， 测得最大漏风率为 由于漏风使两 #! 9 "1A 气预热器大面积腐蚀的现象， 侧的热风温度偏差 #$# B （甲侧为 1!# B ， 乙侧为 ##’ ， 排烟温度偏差 "#% B （甲侧为 "44 B ， 乙侧为 %# B） ， 漏风率高达 &$A 。后因燃烧严重缺风于 #’’1 年 B） 在临修中将空气预热器下组的 1 月初机组被迫停运， 第一层 #’ 个管箱全部切除。 管式空气预热器的积灰与腐蚀问题是各中小型 锅炉普遍存在的问题， 只是程度上各有差别。综合分 析造成上述情况的主要原因有以下几点。 "）长期燃用低于设计值的劣质煤种。韶关电厂 地处粤北山区， 燃料主要来自本地， 但煤样多达几十
纹线上使管壁明显减簿， 这样就加快了由于腐蚀和磨 损带来的漏风， 另外由于管内呈螺旋状， 加剧了管壁 的积灰。因此， 在空气预热器冷端管组上采用光管式 考登钢， 对减少空气预热器的腐蚀和积灰是有好处 的。 "+" 提高空气预热器冷端的壁温 在锅炉运行过程中， 如果要使空气预热器壁温在 烟气露点以上， 就要提高排烟温度或空气预热器入口 空气温度， 但排烟温度的提高， 将会使排烟损失增加， 锅炉热效率降低。因此可采取以下一些方法： 机组在冬季运行 !）首先就要修复暖风器系统， 中及时投入锅炉暖风器运行。如暖风器不能修复， 则 应进行设备改造， 最常用的方法是把已预热的空气或 锅炉尾部烟气从再循环管送到送风机入口与冷空气 混合， 提高空气预热器入口冷风温度， 从而确保空气 预热器冷端壁温在规定范围内。 ,）锅炉启动初期要严格控制热风温度在 ,)) 以上， 空气预热器冷端壁温较高时， 才能投用煤粉燃 烧器。这是因为启动初期过剩的氧多， 火焰中氧原子 浓度增加， 使形成的三氧化硫量也增加的缘故。另 外， 由于启动初期排烟温度低， 过早投粉会致使空气 预热器积灰。 "+/ 降低烟气的露点减少硫酸蒸汽形成 烟气中形成的三氧化硫的多少与燃料硫分、 火陷 温度、 燃烧热强度、 燃烧空气量、 飞灰特性以及锅炉受 热面的催化作用等等因素有关。因此， 保证适当的过 量空气系数可以降低烟气中的三氧化硫的形成。控 制硫酸蒸汽的形成， 从而最大限度地降低空气预热器 的腐蚀。 "+/+! 降低过剩空气系数和减少漏风 在运行中应加强燃烧调整， 保持合适的过量空气 系数， 不但能降低烟气中 213 的含量同时又能减少 烟气中的过剩氧会增大 01" 的生成量， 无 01" 生成， 论是送入炉膛的助燃空气还是锅炉各部分的漏风， 对 只要有 01" 的生成量都有影响。因为在烟气流程中， 过剩氧存在， 为防止低 01, 便能继续生成 01" 。因此， 温腐蚀， 应尽可能采用较低的过剩空气系数和减少烟 道的漏风。 "+/+, 燃烧脱硫与掺烧 煤中黄铁矿一般可以利用重力不同而设法分离 一部分， 但有机硫很难除去。另外也可以对含硫份不 同的煤种进行掺烧， 以达到 （下转第 /( 页）
备注 双组管式 一组三层、 二组一层 4’ 个 1’ 个 #’ 个 管材 :$ 管材 :$ （上二层） 管材 ;<=: （下一层）
汽轮机、 发电机均为哈尔滨设备厂制造生产。4 号炉 为 56 / %&’ ) "1’ / "’ 型、 0 号 炉 为 56 / %&’ ) "1’ / 32"’ 型超高压一次中间再热单汽包自然循环锅炉， 每台锅炉配有双引、 双送风机， 中储式制粉系统 1 套， 管式空气预热器 " 套 （其型式、 布置见表 "） 、 总受热 面面积为 %% #!’ 7 。
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郑继忠， 李钢柱 （韶关发电厂， 广东曲江
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锅炉设计燃用煤种是广东曲仁无烟煤， 挥发份含 量低、 着火困难、 燃烧缓慢、 经济性差， 且质地坚硬、 不 易破裂、 可磨性系数小。按设计煤种 （发热量 "% 4$’ 灰份含量为 1’A 、 硫含量为 " 9 !A 、 固有水份为 >? ) >@） " 9 &A 。
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降低燃煤中硫份的目的。 !5$ 对停炉后的空气预热器采取保养措施 在机组大、 小修停运后， 已经受到腐蚀的空气预 热器管置于潮湿富氧的环境中， 必定会加剧管壁的腐 蚀。所以可以在停炉后， 尽早对空气预热器进行清 洗， 利用余温烘干或通热风的办法对空气预热器保 养。也可以通过充氮法对空气预热器进行保养。
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结论
空气预热器的积灰与腐蚀给锅炉安全、 经济运行
带来严重的威协。因此需要在运行过程中加强监视 和调整， 针对各种现象认真分析， 制定出相应的技术 措施。运行人员应根据实际情况提出合理化的建议。 只有这样才能保证设备的健康， 提高设备的可用系 数， 改善设备的运行性能， 确保机组可以安全、 经济地 运行。
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积灰与腐蚀的原因
大容量高参数锅炉由于大都采用回热循环给水
温度高， 因此省煤器处烟温和壁温较高， 所以在省煤 器处的实际烟气温度高于烟气的露点， 因此省煤器不
万方数据 会产生结露和腐蚀。低温腐蚀和堵灰一般发生在受
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炉水、 蒸汽钠含量随汽包水位变化趋势图
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的频繁启停以及调峰运行， 采用协调 +, - 磷酸盐处 理方式时磷酸盐的隐藏现象非常严重， 据统计， 采用 协调 +, - 磷酸盐处理的锅炉有 .#/ 的锅炉发生隐藏 现象， 有 0#/ 的锅炉发生酸性磷酸盐腐蚀。中国已 认识到协调 +, - 磷酸盐处理的缺点， 对已经使用 %# 年的协调 +, - 磷酸盐处理方式， 在新的炉水磷酸盐 处理标准 12 ) 34#$ 5 % - %##! 中不再推荐使用。而且 从化学处理角度来看， 只要能达到防垢的目的， 锅炉 中 678! - 的浓度以低些为好。所以建议炉水采用平 衡磷酸盐处理方式， 即低磷酸盐处理， 维持炉水中磷 酸三钠含量低于发生磷酸盐隐藏现象的临界值， 当炉 加入少量 9:7, 调节。 水 +, 值低于标准时， 在锅炉额定负荷内， 负荷波动时可保证蒸汽品 !） 质。锅 炉 负 荷 变 化 平 均 速 度 在 % 5 $ ;< ) ’=>、 !5 ! 蒸汽钠含量有一定的波动， 但 ;< ) ’=>、 $ ;< ) ’=> 时， 在炉水控制为低磷酸盐时， 蒸汽品质在合格范围内波 动。
热面壁温最低的空气预热器低温段。当受热面壁温
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机组及配套
韶关发电厂 # 台 #’’ 23 国产燃煤机组， 锅炉、
接近或低于烟气露点时， 烟气中的硫酸蒸气将在壁面 凝结而对壁面产生腐蚀； 同时烟气中的飞灰极易被壁 面上的酸液粘附而形成沉积， 积灰中的金属氧化物与 酸液反应会生成水硬性硫酸盐， 引起积灰硬化， 形成 很难清除的低温粘积灰。空气预热器的低温粘积灰 使空预器管道的通流面积不断减小从而使管壁腐蚀 和积灰加剧， 产生恶性循环， 最终导致空气预热器产 生严重金属腐蚀和堵灰， 使烟气通流阻力增加， 通风 不足， 直接影响到了锅炉运行可靠性和热效率。 韶关发电厂 4 号炉早在 "004 年 "" 月就曾经因
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预防腐蚀的措施
低温段空气预热器腐蚀的根本原因是由于烟气
中存在 01" 以及受热面金属壁温低于烟气露点的缘 故。因此要防止空气预热器腐蚀主要应采取的措施 以降低烟气的露点 有： 一是尽量减少烟气中的 01" ， 和减少硫酸的凝结量， 使腐蚀减轻； 二是提高空气预 热器冷端的壁温， 使之在高于烟气露点下运行。具体 的方法有以下一些。 "+! 恢复吹灰系统 由于吹灰系统不能正常投用， 尾部受热面积灰严 重， 使空气预热器的瞬时通风阻力增加， 导致堵灰的 可能性增大。所以应该利用停机的时候恢复吹灰系 统， 机组正常运行中， 每班都应对锅炉吹灰一次， 并做 好吹灰记录， 减少空气预热器的堵灰。运行中还应加 强对空气预热器进、 出口差压及温度的监视， 当发现 空气预热器进、 出烟气差压及温度有异常变化时， 应 加强调整， 采取加强吹灰等措施。如采取措施后仍不 见好转， 确认为冷端受热面有可能被腐蚀并开始积灰 时， 应利用机组调峰或临修、 大修停运时及时进行清 洗和烘干， 如出现较大腐蚀现象则应做好临时性修复 或更换工作。 "+, 改进空气预热器的管材 在上次空预器管更换时， 为了增强换热采用了考
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