空氣預(yù)熱器煙氣露點腐蝕及處理

摘 要：根據(jù)甲乙酮生產(chǎn)中，熱媒爐空氣預(yù)熱器操作運行中存在的問題，指出了煙氣露點腐蝕的危害性，分析了產(chǎn)生露點腐蝕的原因，提出了有效的露點腐蝕處理措施，實踐證明該處理措施具有較強(qiáng)的操作性。

關(guān)鍵詞：熱媒爐；露點腐蝕；空氣預(yù)熱器

1 引言

在甲乙酮生產(chǎn)中，熱媒爐為熱媒爐系統(tǒng)的主要設(shè)備，也為各崗位設(shè)備提供熱量。蘭州石化公司助劑廠甲乙酮自2009年投用以來，使用北京航天十一所提供的1臺1400萬大卡/小時的熱媒爐。在使用過程中于2012年4月出現(xiàn)了空氣預(yù)熱器露點腐蝕問題。為此，我們采取并處理空氣預(yù)熱器出現(xiàn)露點腐蝕，取得了較好的效果，為今后的甲乙酮安全生產(chǎn)打下了堅實基礎(chǔ)。

2 工藝流程簡介

來自熱油儲罐的導(dǎo)熱油經(jīng)燃料氣加熱后在爐內(nèi)燃燒，燃燒時所用的空氣由風(fēng)機(jī)提供。燃燒生成的煙氣從爐子底部出來后先進(jìn)入一級預(yù)熱器，位于煙氣低溫段，二級預(yù)熱器位于煙氣高溫段。環(huán)境溫度下，和風(fēng)機(jī)送來的的冷風(fēng)先通過一級預(yù)熱器加熱至一定溫度，再進(jìn)入二級預(yù)熱器繼續(xù)升溫。煙氣最后從空氣預(yù)熱器頂部排出并進(jìn)入煙囪高空排放。該預(yù)熱器為管式結(jié)構(gòu)，其流動布置煙氣走管外，空氣走管內(nèi)，換熱管錯排。目的是利用出爐煙氣加熱空氣，使進(jìn)爐空氣的溫度升高，從而有效的提高熱媒爐的熱效率。

3 產(chǎn)生的問題

3.1 在使用過程中空氣預(yù)熱器出現(xiàn)的問題：在冬季溫度較低時，熱媒爐煙道膨脹節(jié)接縫處出現(xiàn)的露點腐蝕現(xiàn)象。主要是由于設(shè)備內(nèi)壁的溫度低于露點溫度，從而造成露點腐蝕現(xiàn)象的生成，導(dǎo)致不斷有液體凝結(jié)出來并往下滴。嚴(yán)重影響了傳熱效率，從而大大降低了爐子的熱效率。這種黏性的結(jié)灰生硬，利用清灰的方法根本無法實現(xiàn)。凝結(jié)出來的液體在冬季不但吸附空氣中的灰塵，顏色呈淺綠色，具有很強(qiáng)的腐蝕性?？諝忸A(yù)熱器在使用了接近3年，在2012年4月檢修中打開后出現(xiàn)鍍有搪瓷碳鋼換熱管有腐蝕穿孔現(xiàn)象，導(dǎo)致煙氣局部過冷，會加速尾部換熱管壁面的腐蝕，久而久之就會使換熱管壁面全部腐蝕穿孔。換熱管壁面穿孔后煙氣與風(fēng)的配比不準(zhǔn)確，而且影響控制系統(tǒng)“手動、自動”的切換，使得燃燒器無法正常工作，甚至有時導(dǎo)致停車或點爐失敗現(xiàn)象。

3.2 操作波動時操作人員沒有及時調(diào)整空氣預(yù)熱器風(fēng)道副線，造成排煙溫度降低，低于煙氣露點溫度，從而引起腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

4 露點腐蝕產(chǎn)生的原因

由于熱媒爐使用燃料氣中的H2S含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計指標(biāo)，生成的硫成分較大，含硫燃料氣在燃燒時生成SO2，而SO2中有少量的金屬氧化物等的催化作用再次生成SO3，SO3再和煙氣中的水分結(jié)合生成H2SO4。2H2S+O2=2H2O+2S，S+O2→SO2，2SO2+O2→2SO3，SO3+H2O→H2SO4。含有硫酸蒸氣的煙氣露點大大提高。當(dāng)換熱管壁面的壁溫低于露點時，就會在換熱管壁面上凝結(jié)成硫酸的液體，加劇換熱管壁面產(chǎn)生腐蝕。因為在溫度低的換熱管壁面上所產(chǎn)生的腐蝕又稱“露點腐蝕”。燃料氣中硫含量越大，生成的SO2越多。

5 處理措施

5.1 對空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)改造

根據(jù)原空氣預(yù)熱器使用過程中存在的弊端，結(jié)合生產(chǎn)工況通過兩級預(yù)熱器改為整體一個預(yù)熱器，預(yù)熱器熱管、管板、煙氣側(cè)內(nèi)層板均采用304材質(zhì)。

不銹鋼熱管空氣預(yù)熱器主要由不銹鋼熱管、管板、箱體組成。設(shè)備采用立式結(jié)構(gòu)，不銹鋼熱管立式布置，煙氣水平流動流經(jīng)不銹鋼熱管吸熱段，空氣水平流動流經(jīng)不銹鋼熱管放熱段。為加強(qiáng)氣流的擾動，提高換熱系數(shù)，不銹鋼熱管沿氣流方向錯列布置，同時吸熱段采用高頻焊接翅片來強(qiáng)化煙氣側(cè)傳熱。因此設(shè)備傳熱效率很高，結(jié)構(gòu)緊湊。

另外，熱管余熱回收設(shè)備冷熱流體之間通過熱管傳熱，形成兩層間壁，與傳統(tǒng)的單層間壁預(yù)熱器器相比，這種結(jié)構(gòu)形式可有效提高預(yù)熱器的抗腐蝕性能以及耐磨性能，增長使用壽命。熱管余熱回收設(shè)備傳熱元件采用熱管，熱管元件具有快速高效的傳熱性能和良好均溫性，可有效減緩煙氣側(cè)露點腐蝕。連續(xù)運行周期長，同時便于維護(hù)和更換。

5.2 對煙道膨脹節(jié)等部位安裝保溫，提到設(shè)備內(nèi)壁溫度，以避開煙氣露點溫度，減少露點腐蝕的發(fā)生。

5.3 在操作中操作人員要充分利用好在線氧含量分析儀表，并對畫面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，嚴(yán)格控制爐內(nèi)的過?？諝?，以減少SO3的生成，進(jìn)而控制好腐蝕物硫酸蒸氣的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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