电厂锅炉防止低温腐蚀的方法

燃料 中的古藏量 ｓ １ ／ ％
围 ２ 燃 料含硫量与 ｓ ０ 。 、Ｓ Ｏ ， 转换率的关系
含硫量 Ｓ ． ／ ％
圉 ３ 燃 料含硫量与酸露点 的关 系
圉 １ 燃料含硫量与蝈 气中 Ｓ Ｏ２ 含量的关系
硫 酸腐 蚀金 属 的速 度 与其 浓 度有 关 。当硫
酸较稀时， 它的腐蚀速度随浓度的增加而增大。 当
维普资讯 http://www.cqvip.com
电 厂 锅 炉 防 止 低 温 腐 蚀 的 方 法
段 万明 摘 要
温度
北 京 学院 路 丁 １ １号 新 ５楼 ４门 ２ Ｏ ｌ（ 北京
１ ０ ０ ０ ８ ３ ）
丁 ６ 己 ／ ＇
广 陬
分析了锅炉发生低温腐蚀 的原园以震防止低温腐蚀的有效方法： 脱硫和设法提高空气弧热器的进风
区 受热 面 壁温 用 ａ 、ｂ 、ｃ 、 ｄ 、ｅ 标出， 未 用数
维普资讯 http://www.cqvip.com
１ ９ ９ ８ 年第 ５ 期
煤 炭加 工 与 辖 台 利 用
ｄ —ｅ区域 ，金属壁 温进 一步 降低 ，硫 酸积聚 量 增大 ，浓 度增 高 ，腐蚀速 度 降低 ，故把这 一 区
象 为了 提高 锅 炉热 效率 ，常 在尾 部 布置 一 定 的受热 面 ， 吸 收排 烟 热 量 ， 使 排 烟温 度 降低 但
尾部温度的降低有一定限度 ，温度过低会使尾 部受热面金属壁受到腐蚀 ， 发生泄漏 、 损坏， 甚
至使 锅炉 无来自百度文库 运行 。
１ 锅炉发生低温腐蚀的原因分析 尾部受热面造成腐蚀的主要原因是燃料 中
空气横 向流过管外而被加热。 目前国 内外有不
围 ６ 脱硫剂逐敬回收后 的脱硫鼓 果
少 电厂 采 用此 方案 我们 在 使 用前 ，应经 过 计 算 ，一般进 人 空气 预热 器风 的温 度 ， 以保 证 受 热面 金 属壁不 受腐 蚀 为宜 ，不 要选得 太 高 ，以
炉 内 二氧 化 硫 生 成 量也 与 操 作 水 平 有 关 。 沸腾 炉 内加 入 石灰石 进 行脱 硫 ，炉 温 应控 制在 ７ ６ ０ ￣８ ７ ０ 日 Ｃ范 围内 ，此时 脱 硫效率 最 高 。沸腾
含有 的硫 元 素 ，在燃 烧时 与氧 化 合 生成 二氧 化 硫 ，并进 一 步形 成三 氧化 硫 ，转 化 成硫 酸 ， 当 金 属 壁 温 度 达 到 硫 酸 露 点 时 就会 发 生低 温 腐 蚀 。一般 二氧 化 硫 的生 成 量与 燃料 中含 硫量 多 少有 关 ，见 图 １
锅炉。这些锅炉有的为了避免酸腐蚀 ，在尾部 只布置了 省煤器 。但 由于锅炉进水都在 １ ５ ０ ＇ Ｃ 左右， 该温 度 大都 在酸 露 点以 上 ， 不存 在腐 蚀 。
但 此 时 的排 烟温 度 却 高达 １ ７ Ｏ ℃ 以上 ，排 烟热
损 失太 大 ，锅炉 热效 率 差 ，这 是 不经 济的 有
程中． 加入 一定 量的石 灰石 （ Ｃ ￣ Ｃ Ｏ ） 或 白云石
受热面壁温
一
大
田 ５ 低’ Ｉ 段受热面璧沮 与囊蚀速度的关系
字 ，这是因为酸露点与燃料的含硫量 火焰温 度和烟气中含氧量有关。 由于这些因素不同， 即 使是同样的壁温 ，其腐蚀速度也不一样 ，故不
能 用 一定 的温度 来表示 酸露 点 。 当受热 面壁温 达到 ａ 点时 ，为酸 露 点的开
二
，
域称 为 第二安 全区 。当壁温 下降 到水 蒸汽 露点 ｅ点后 （ 约７ ０ ℃） ， 水 蒸汽 大量 凝结 ， 硫 酸稀 释 ， 雠磺荤蜒
腐蚀 严 重 。 同时烟气 中 的大量 ｓ Ｏｔ ， 有 的与水 结
越
合形 成 亚硫酸 溶液 （ Ｈ Ｓ Ｏ ） ，也加 速 了腐蚀 进 程 ，故 把这一 区域 称为 第二 严重 腐 蚀区 电厂在运 行 中可根 据各 自的 情况 ，对 照上 图 ，初步 估 计酸露 点温 度 。又因 锅炉特 性 、燃 料 变化 、运行 方式 等 因素 ，可能 与以 上估 算不 完全 相符 ，这 要根 据实 测数 据和运 行经验 加 以 修正 ，作 到基本 避 开严重 腐 蚀区 ，减 少尾 部 受
始 点 ，硫酸 开始积 聚 。在 ａ — ｂ区域 ， 因硫酸 积
聚量 较少 ， 同时浓 度也较 高 ， 所 以腐蚀 不严 重 ， 故 把这 一区 域称 为第 一安全 区 。在 ｂ — ｄ区 域 ， 由于壁 温降 低 ，硫 酸 积聚量 也增 多 ，而 且逐 渐 稀 释 ，腐蚀 作用加 剧 ，故把这 一 区域称 为 第一
， ｃ ６ ｄ
要 是除 去有机 硫 ， 目前 国内外 都在 进行研 究 ． 尚 无成 熟 的方法 物 理方法 主要 是除 去无 机硫 。 无 机 硫 多存在 于矸石 中， 采用洗 选 方法除 去矸 石 ， 就 除去 了一 部分 硫 ，也 提 高了燃 料 的热值 。 矸石 中 的含 硫量 若 超过 ４ 以上 ，一 般 有 回收价值 ，可用重 力选 矿法 回收 黄铁 矿硫 。回 收 后的 矸石 ，若热 量达 到一 定值 时 ，可作 低热 值燃 料 。进人 拂腾 炉 中燃 烧 发 电 、供 热 炉 内脱硫 ．即 含硫燃 料 在沸腾 炉 内燃 烧过
烧 中不起 化学 变化 ， 它可 与 灰渣一 起排 出炉 外 。
无机 硫 大都 为硫化 铁 （ Ｆ ｅ Ｓ Ｏ， 又称 黄铁矿硫 ， 它 和 有机 硫在 燃烧 中都会 生成 二氧 化 硫 。为 了减
少二 氧 化硫 的生成 量 ，可在 燃料 未人 炉以 前进
行脱硫 ，即炉前脱硫。
炉 前脱 硫可用 化学 和物理 方 法 。化 学 法主
点温度 。所以在运行操作和设备检修中应严格
控 制过 剩空 气 系数及 漏风 系数 。
法， 提 高受热面壁温 ：一是降低空气流速 ，使
空气侧 吸 热 系数降低 ；这需 增 加空气 预 热器 的 受热 面 Ｉ二是 使一 部分 空 气进 人低 温段 空 气预 热器 ，而另一 部分 空 气则在 高 、低温空 气 预热
翼
羹
圈 ４ 碳素钢赢蚀蘧度与硫酸浓度 的关系
热 面金属 壁 的损坏 。
２ 采用脱硫方法减少尾部受热面的腐蚀
由图 １ 、图 ２ 、图 ３可 知 ，硫酸 的 生成 与 燃 料 中含硫 量 多少有 关 。 硫在燃 料 中有三 神形 态 ： 即 有机硫 、无 机硫和 硫 酸盐硫 。硫酸盐 硫在燃
严重腐蚀区 尤其在 ｃ 点， 腐蚀最强 ， 此时的壁 温 比 酸露 点 开始 时 的 温 度 低 约 １ ５ ～５ ０ ℃。在
维普资讯 http://www.cqvip.com
蛙 炭 加 工 与嫁 分利 用
】 ９ ９ Ｂ 年 第 ５期
但当反应达到一定程度后 ，生成的硫酸钙球壳
状致 密层 覆 盖于氧 化钙 表 面 ，影响 氧 化钙 与二 氧化硫 继 续起 反应 ，所 以在 沸腾炉 内 ，钙 的利 用 率一 般为 ２ Ｏ ，最 高的 约为 ４ ０ 。 为 了提高氧化钙的利用率 ，多采用 回收复用 的方法 ，但 其脱硫效率一次比一 ＇ 次ｆ 氐（ 见图 ６ ） 。
（ Ｍｇ Ｃ Ｏ ） ，使 其与燃 料 中的二 氧 化硫化 合 ，生 成硫 酸 钙或硫 酸镁 ，与炉渣 一起 排除 。 石灰 石加 人炉 内后 ， 经加 热 生成氧 化钙 ， 同
时逸出二氧化碳气体 ，这样氧化钙表面形成很
多孔 隙 ，有利 于 与二氧 化硫 起反 应 而生成硫 酸
钙， 这 正是沸 腾炉 在燃 烧过程 中可 脱 硫 的原理 。
３ 减少尾部受热面腐蚀的方法 煤 矸石 电 厂现用 的大 都 是中温 、中压 沸腾
维普资讯 http://www.cqvip.com
１ ９ ９ ８年 第 ５期
煤炭加工与缔舍 刺用
器 中 间的 适 当位置 与 热 空气混 合 。以避免 低温 段 受热 面 壁的腐 蚀 。 ４ ． 玻 璃管 预热 器 玻 璃 的耐 酸性能 很 强 ，用玻 璃管代 替 钢管 可以抗 腐 蚀 。玻 璃管 的传 热效 果 与钢管 基 本 相 同。 它有 热 稳定 性高和 线 嘭胀 系数 小等 特 点 ， 可 以代 替 钢管 作空 气 预热 器 。其 厚 度可 达 １ ． ５ Ｌ ２ ｍｍ，与 钢管基 本 接近 ，但 因支撑 力较 弱 ，在 制作 空气 预 热器时 可加装 ｌ ０ 左右 的钢 管 ， 同 时管 端 的密封 需作特 殊 处理 ，以防漏 风 。 ５ ．采 用新 型合金材 料
免过多增加排烟热损失 。
２ ．热风再 循 环
风速也与脱硫有关 ，经试验得出 ，沸腾风速每
增加 ０ ． ３ ｍ／ ｓ ，脱硫 效 率下降 ５ 。另 外二 氧化 硫 转化 成三 氧化 硫 与过剩 空 气 系数也 有关 ，锅 炉 炉膛 出 口处 的 过 剩 空 气 系数 应 控 制 在 最 佳
沸腾炉燃烧低热值燃料 ，排渣量较多，渣
温约 为 ８ ０ ０ ＂ Ｃ左右 ， 可 利 用空 气冷 却灰 渣 ， 以提
高空气预热器的进风温度。笔者根据某电厂燃 用 ２ ７ ． ２ ９ ＭＪ ／ ｋ ｇ的 燃 料估 算 ，渣温 降 至 ２ ０ ０ ＇ Ｃ
以下 时 ，可 将进 风温 度提 高 到 ８ ０ １ ３ 左 右 ，基 本 上可 以满 足该 厂锅 炉 的要求 。若渣 量较 少 ，风 温距 离 防腐 要求相 差不 太 大时 ，可 采取 两 种办
在一 定 的条 件 下 ，部分 二氧 化 硫会 与氧 化 合生 成三 氧化 硫 （ ｓ ） 。三氧 化 硫转 换 率 的大 小也 与燃 料 中 的台硫 量 多少有 关 ， 见图 ２ 。 三 氧 化 硫与烟 气 中的水 蒸汽 结合 ， 生 成 硫酸蒸 汽 。 硫 酸蒸 汽在 一定 的温 度 下 ，会 凝 结成 露点 。它 开 始凝 结成 露时 的温 度 叫 酸露 点 。酸 露点 的高 低 达到 ５ ６ 以上时 ，腐蚀速度 急居 下降 ，见图 ４ 。 低温 段金 属 受热 面 壁温 的高 低 ，与 腐 蚀速 度有 关 ，见 图 ５ 。 图 ５中阴影 区域 Ｉ、 Ｉ为 安全 区 ，也 叫弱 腐蚀 区 无阴影 的 １、 Ｉ两个 区域 为 严重 腐蚀
向内的一定距离， 必然会降低该处的金属壁温 ， 而使其处于酸露点以下 。所以应设法提高空气 预热 器 的进风温 度 ，一 般有 以下 几 种方法 。
１ ．加装热 风 器 在 锅 炉送风 机 出 口处加装 热 风 器 。热 风器
由外绕 肋 片的管 道 组成 ，其热 源 可 采用来 自汽 轮机 的抽 汽 ， 经管道 后凝 结成 水 而回收 复 用 ， 冷
（ 最 好 安装氧 化锆 氧 量表 ，时 刻监视 ） 。若 空气 供应 量 过 多 ，氧含量 增 加 ，使更 多 的二氧 化硫 转换 成 三氧 化 硫 ，导致 硫酸 蒸汽增 加 ，提 高了 酸露 点 温度 。同时烟 气在 流 动过程 中 ，应 严格 控制 漏 风 系数 ， 也是 为 了减少 三氧化 硫 生成 量 过剩 空 气 系数 高 ，编 风 系数 大 ，这 就 加大 了 风 量 ，也降低 了烟 气 温度 ，无 疑 等于提 高 了酸露
的 锅炉 在 尾部布 置 了空 气预热 器 ，使 排烟 温度 降 低到 １ ３ ０ ℃左 右 ， 燃 用一 般燃 料 时 ， 酸露 点在 此温 度 以 下 ，发生腐 蚀 的可能 性 很小 。但 空 气 预热器 的进 风 温度一 般 只有 ２ ０ ￣３ ０ ℃， 这 种 低 温 空气 流进 空 气预热 器 的人 口处 ，或 距人 口处
关 键 词 盟 挂 堡 ！
堕墼 壁 生． ｛ 壅 ＿ ＿ 宅 蔓 苎 墨 、 届
鬯
及空 锅 炉 低温 腐蚀 主 要是 指锅 炉 的省 煤 器
及 空 也 盒 写 与 嚣 燃 ＿ 料 中 含 硫 量 多少有 关 ，见 图 ３ 。
芝
气 预热 器等尾 部部件受硫酸 侵蚀而腐烂 的现
将 空 气预热 器 出 口处的 高温 热 空气返 回一 部分 到送 风机 人 口，与 原冷空 气 混 合 。或 专 门
用一风机抽吸部分高温空气与送风机 出口处的 冷空气混合，以提高进风温度。
３ ．利用 冷 渣器加 热冷 空气
值 ，一般 为 １ ． １ ５ ，烟气 中含氧 量控制 在 ４