余热锅炉受热面管常见病的预防通用版

解决方案编号：YTO-FS-PD989

余热锅炉受热面管常见病的预防通用

版

The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation.

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Authoritative And Practical Standards

余热锅炉受热面管常见病的预防通

用版

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余热锅炉在当今社会的工业生产中已得到了广泛的运用，特别在炼油行业、造纸行业、炼钢行业、化肥行业、垃圾焚烧等，余热锅炉正起到越来越重要的作用。其一方面对整个生产过程中余热的充分而合理的回收利用，并进行发电，降低了工厂能耗，提高生产装置综合热效率。另一方面，降低了污染，满足环保的要求。因此，余热锅炉的正常运行，对整个装置的正常生产起到至关重要的作用。这要求我们在余热锅炉的设计、制作要充分考虑烟气成份的特殊性，尽量地延长余热锅炉的使用寿命。在此对余热锅炉运行有较大影响的并具有一定典型性的问题作一些探讨。

我们知道余热锅炉烟气特性，各有所别，象炼油厂的烟气温度，平均在550℃左右，最高时达650℃。造纸黑液碱回收燃烧熔融状态的碱液温度达1000℃以上，炼钢行业的烟气也在1000℃以上等，并且在烟气中含有Co、H₂S、CN-、SO₂、H₂O等对钢管有腐蚀作用的成份，有的烟

气中含有极硬的C粒子，对钢管的冲刷磨损起到极大的危害作用，这些在锅炉设计却应加以考虑，下面分别对过热器、蒸发区、省煤器管子的情况逐一进行分析说明。

一、过热器

过热器一般布置在烟气温度较高的地方，同时也是受烟气冲刷磨损最厉害的地方，管子出现破坏常为爆管。一方面在蒸汽量品质及温度得到有效控制的前题下，管子出现爆管最主要的原因是冲刷磨损减薄、强度下降引起的。就拿炼钢厂干熄焦锅炉来说，由于烟气中含有焦粉颗粒，其颗粒的耐磨性M10达到7.29%。在高温状态下，对过热器管冲刷磨相当厉害，因此考虑到锅炉这行寿命（一般为15年）我们在具体及计时应控制气体流速，一般＜8米/秒，并在过热器管子上喷涂耐磨、耐高温Ni-Cr合金，采用超音速涂的方法，全面提高管子对烟气中颗粒的抗磨性。而对于其它锅炉来说一般在冲刷严重处增加防磨套管，这对延长寿命起了很好的作用。另一方面，如果蒸汽品质、蒸汽量得不到有效控制，过热器同样也会出现爆管现象，我们知道锅炉的蒸汽参数由它来保证，管子里走的蒸汽，在蒸汽带水严重的情况，就为出现管壁结垢现象，从而出现爆管；在蒸汽量极少的情况下，管子出现干烧现象，对于一般合金钢（12CrMoV、15CrMo）来说许用温

度为550℃，在烟气高温作用出现爆管现象。因此我们在设计时，①充分考虑到余热锅炉烟气不稳定性，尽量保证蒸发量在正常的范围内，在低负荷运行时，应采用不锈钢或更号材质的炉管。②严格控制汽包的出口蒸汽品质，采用旋风分离、百叶窗等装置来减少蒸汽中的水含量。

二、蒸发器

蒸发器是余热锅炉最主要的受热面，大部份的烟气热能在这里得以回收利用，在实际运行中变遍存在以下几个问题：①因吹灰而带来的炉管破损，由于余热锅炉具有大量的换热管束，如炼油CO余热锅炉65t/h的上下锅筒对流管束在1100根左右，有色冶炼的余热锅炉最少有2级蛇形管，而烟气中或多或少含有一定量的灰份，随着运行时间的推移，势必导致管子的积灰，从而影响传热及烟气的流动，为了清灰，以前大多采用固定转式吹灰器对管束进行吹灰清理。但实践表明，使用蒸汽作为介质时，随着时间的推移，出现吹灰管附近管束因集盐而被腐蚀损坏，特别是采用饱和蒸汽吹灰时尤为严重。因此我们在设计吹灰时应考虑采用压缩空气，对于烟气中灰份附着力不高的锅炉推荐采用中科院声学研究所开发的专利产品，声波除尘器，效果也较明显。对于烟气中带有粘性的灰粉，我们设计对对流管束一般采用蛇形管，除灰时采用振打装置，这可借鉴国际有名的奥斯龙公司的技术。

三、省煤器

省煤器通常布置在烟道尾部，烟气温度较低，其用来降低排烟温度，满足环保要求。我们知道，由于烟气中SO、CN-、O₂等与管壁水汽形成的露点腐蚀，会造成局部管壁壁厚增厚，而因爆管喷射线出来的高温高压水和蒸汽致使相邻的炉管大面积受损，而受损的炉管喷射出来又以同样方式影响其它管子，造成恶性循环。大量的调研表明，在余热锅炉上省煤器的露点腐蚀是一个普遍而且较为严重的现象，短的甚至是运行一两个月就回腐蚀而损坏，如何解决好这类问题，是提高省煤器寿命的关键，我们认为

（1）提高省煤器的进水温度，这种方法我们已在多台锅炉使用效果十分明显，省煤器内水温越高，在相同的排烟温度下它与烟气接触的表面温度也就越高，因而表面结露就相对地越难，这们就可以有效地减少腐蚀程度。具体做法是一种是在省煤器前设计一台给预热器，把省煤器出口水一部分引入给水预热器，采用水换热把省煤器进口水温提高，另一种是在省煤器前设置一个混合集箱，把减温器回水及小部分省煤器出引入提高水温。

（2）另一个行之有效的方法是从管子材质考虑，通过提高材质的防腐性能从而有效地降低排烟温度，象江阴石油机械厂研制开发的一种叫ND低温露点耐腐无缝钢管。

（3）对于烟气中灰份既有磨损，又有腐蚀的省煤器管子，为保证其使用的寿命，我们还可以采用另一种方法防止和减轻炉管外壁腐蚀，即采用表面处理的方法，形成表面防护层，既耐SO2、CN-和O2的腐蚀，又能耐磨损，实际证明，采用化学镀Ni-P的方法来保证炉管外壁是可行的。因为化学镀镍层本身是由Ni和P组成的非晶态镀层，镀层有很好的均镀能力，镀层厚度均匀，有很高的化学稳定性，经热处理后有较高的硬度，镀层孔隙率较低。经化学镀Ni-P外理的锅炉管外壁的耐腐蚀、耐磨损，抗高压水汽冲刷的能力得到很大提高，同时该方法也是较经济的一种方法，当然管子材质采用ND钢耐腐钢，再加上化学镀Ni-P，效果为更好。另外水质的不良引起炉管破损爆管，在省煤器管子也较明显，特别对锅炉使用寿命厂锅炉就更要注意。如水处理不好，引起含氧量的增加，引起氧腐蚀，因此应严格给水品质，甚至有的采用电站锅炉的水质要求或更高要求。

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