燃?xì)忮仩t低溫腐蝕與防治

李順博

【摘 要】本文對鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕機理及影響低溫腐蝕的因素進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，并針對性的提出了幾種防腐措施，其中重點介紹了耐蝕性能優(yōu)異的搪瓷材料的應(yīng)用，以及本廠1#燃?xì)忮仩t空預(yù)器針對低溫腐蝕進(jìn)行的改造，通過改造使鍋爐實現(xiàn)了長周期穩(wěn)定運行。

【關(guān)鍵詞】燃?xì)忮仩t；搪瓷；低溫腐蝕

0.前言

蘭州石化公司動力廠有3臺75t/h中壓蒸汽鍋爐，鍋爐為單鍋筒自然循環(huán)鍋爐，其中1#、3#鍋爐為燃?xì)忮仩t，燃料為煉廠生產(chǎn)的副產(chǎn)品干氣，干氣不足時摻燒天然氣，2#鍋爐為一臺油氣混燒鍋爐，正常情況下燃燒干氣和天然氣的混合氣，天然氣不足時，燃用抽出油。由于燃料前期脫硫不足，燃料中含有的硫分很多，對我廠燃?xì)忮仩t造成的低溫腐蝕非常嚴(yán)重。每年在鍋爐檢修期間都會更換空氣預(yù)熱器的換熱管束，不僅增加了每年的維修成本，而且經(jīng)常因為排煙溫度過低、換熱管束漏風(fēng)導(dǎo)致風(fēng)機負(fù)荷增加。多次的非計劃停工導(dǎo)致廠區(qū)中壓蒸汽供應(yīng)經(jīng)常出現(xiàn)波動，在一定程度上影響煉油裝置的長期穩(wěn)定運行，所以，防止燃?xì)忮仩t的低溫腐蝕就成為了我廠確保鍋爐長周期平穩(wěn)運行的一個基本條件。

1.鍋爐低溫腐蝕的影響因素

1.1煙氣中氧含量的大小

煙氣中的含氧量是使SO2生成SO3的基本條件，含氧量越多，SO3的生成量也就越多。因此降低煙氣中的含氧量就可以有效地減少鍋爐低溫腐蝕。而且煙氣中的含氧量越少，煙氣酸露點也就越低。

1.2燃料中的硫含量大小

燃料中的硫可以說是導(dǎo)致鍋爐低溫腐蝕的根本因素，燃?xì)忮仩t的燃料中，天然氣、瓦斯、干氣中都含有很多的H2S，而且燃料中硫含量越高，造成低溫腐蝕的程度也就越嚴(yán)重。有實驗研究得出，當(dāng)硫含量在1%-5%時，含硫量每增加1%，露點約升高4℃。煙氣中的酸露點升高，從而導(dǎo)致低溫腐蝕的程度加劇。

1.3鍋爐負(fù)荷的影響

不管燃燒何種材料，鍋爐負(fù)荷的高低直接影響到煙氣中SO3的濃度，鍋爐負(fù)荷越高，SO3的濃度和煙氣露點也就會越高，這是因為鍋爐負(fù)荷的升高使?fàn)t膛溫度也會升高，這樣有利于SO3生成，低溫腐蝕的程度也就越嚴(yán)重。

1.4吹灰對于低溫腐蝕的影響

煙氣中常含有過氧化物。這些過氧化物都是良好的催化劑，當(dāng)這些過氧化物附在管壁上時，對于形成SO3都有很大的催化作用，加速了SO3了生成。

1.5水蒸汽分壓的影響

水蒸汽分壓力越大，表示煙氣中的水蒸汽量越多。在同樣溫度和SO3含量的條件下，所形成的硫酸蒸汽也就越多，與此相應(yīng)的煙氣露點也有所升高。

2.減緩鍋爐低溫腐蝕的措施

2.1低氧燃燒

低氧燃燒要求鍋爐平穩(wěn)運行的前提下，悉心調(diào)節(jié)，在我廠鍋爐裝置中，員工通過調(diào)節(jié)火嘴風(fēng)門，引、送風(fēng)機風(fēng)門保持一個允許的低氧環(huán)境，既提高了鍋爐的熱效率，還能有效地減緩鍋爐的低溫腐蝕。

2.2適當(dāng)提高受熱面壁溫

一般采取空氣側(cè)安裝暖風(fēng)器或者進(jìn)行熱風(fēng)再循環(huán)的方式來提高空預(yù)器冷端壁面溫度。我廠2#、3#鍋爐在空預(yù)器進(jìn)口處均裝置有暖風(fēng)器，采用低壓蒸汽作為熱源，有效地提高了低溫受熱面的壁溫，在一定程度減輕了鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕。

2.3使用耐腐蝕的材料

由于受到燃料和鍋爐熱效率的影響，控制含硫量和提高受熱面壁溫的方法或多或少都有它的局限性，減輕鍋爐低溫腐蝕的效果也很有限，隨著材料技術(shù)的日新月異的發(fā)展，適用耐腐蝕的材料和涂料，逐漸成了防治鍋爐低溫腐蝕的主要方法，也取得了很好的效果。而現(xiàn)今，減輕鍋爐低溫腐蝕的應(yīng)用最廣泛的材料就是搪瓷管。

3.我廠燃?xì)忮仩t空預(yù)器改造

我廠燃?xì)忮仩t空預(yù)器的改造，就是采用了耐腐蝕的外鍍搪瓷管作為換熱管，2007年10月對1#鍋爐底層空預(yù)器進(jìn)行了更換，使用情況一直良好，今年5月對熱效率進(jìn)行檢測時，發(fā)現(xiàn)煙氣中含氧量增加，6月份停運1#鍋爐，檢修空預(yù)器?？疹A(yù)器自更新到再次檢修總計18個月，初步統(tǒng)計累計運行時間大約9000個小時，從今年1#鍋爐檢修過程中檢查換下后的空預(yù)器管來看，在未腐蝕的區(qū)域內(nèi)（占大部分面積）搪瓷管表面基本完好如初，且因其較為光滑，很少有積灰；而腐蝕的區(qū)域（占局部）多在與管板安裝端，搪瓷管腐蝕區(qū)域表面全部出現(xiàn)均勻或嚴(yán)重的坑蝕穿孔現(xiàn)象?，F(xiàn)場檢查分析認(rèn)為，腐蝕原因主要是鋼管在搪瓷時表面酸洗及對鋼管表面的雜物、點坑未能徹底處理好，因而造成點蝕，個別管甚至搪瓷全部剝落。綜合分析認(rèn)為，搪瓷管只要保證較好的搪瓷質(zhì)量和鋼管搪瓷前的表面處理質(zhì)量，采用較好的組裝工藝，則其防腐壽命應(yīng)能在3-5年之間。另外，只有對碳鋼搪瓷管的技術(shù)指標(biāo)和工藝質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，安裝搬運時，還要注意不要碰撞、砸傷搪瓷管，確保防腐面的完好無損，才能達(dá)到防腐的目的。

以前的空氣預(yù)熱器基本上都是采用兩端固定管板焊接結(jié)構(gòu)，但當(dāng)換熱管改為搪瓷管后，焊接管箱時弧焊熱對搪瓷表面的灼傷就尤為突出，即使采用濕布包敷，但也難保證管子表面不被灼傷。因此，在改進(jìn)中，決定采用兩端管板固定方式，用8根厚壁搪瓷管焊接成管箱骨架，以確保管箱外形尺寸，換熱管束則為薄壁管通過密封件來進(jìn)行兩端固定。這樣就基本上保證了管箱的尺寸和解決了換熱管的固定、密封和抽換問題。

在查看原有的空預(yù)器檢修照片時發(fā)現(xiàn)，原來采用的填壓石墨的填料密封方式，但是檢修過程中發(fā)現(xiàn)，在管板上加工的填料槽腐蝕得很嚴(yán)重，這樣檢修時不僅僅要對腐蝕破損的空預(yù)器管子進(jìn)行更換，還要更換管箱的管板，使得維修成本增加。而且采用填料密封方式的管板要加工填料槽和螺栓孔，而且在安裝時還要用壓板加緊，加裝螺栓，整個過程非常麻煩。

在改造后的1#鍋爐底部空預(yù)器管端密封采用了迷宮密封的方式。迷宮密封是在轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)若干個依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達(dá)到阻漏的目的。搪瓷管端所套的四氟密封套與搪瓷管采用過盈配合的方式，四氟密封管內(nèi)部有鋸齒，形成迷宮密封方式防止空氣與煙氣互串，加劇低溫腐蝕。這樣，既改變了密封方式，有效地防止了漏風(fēng)，還解決了空預(yù)器管與管板之間的安裝和固定問題，避免了焊接安裝灼傷搪瓷管。

07年11月1#鍋爐空預(yù)器改造結(jié)束后運行1個月，運行記錄中顯示空預(yù)器后煙溫為155℃左右，09年5月1#鍋爐檢測熱效率為89.5%，煙氣中含氧量增加，停爐檢查后，發(fā)現(xiàn)1#鍋爐空預(yù)器管腐蝕嚴(yán)重，有漏風(fēng)現(xiàn)象。圖中顯示，1#鍋爐排煙溫度為130℃左右。

空預(yù)器改造前，底層空氣預(yù)熱器大部分管束自冷風(fēng)入口處腐蝕斷開，正常運行時，大量冷風(fēng)經(jīng)斷裂處短路后進(jìn)入尾部煙道，致使鍋爐不能達(dá)到經(jīng)濟負(fù)荷運行。低溫腐蝕嚴(yán)重。

4.結(jié)論

通過認(rèn)真分析低溫腐蝕機理及影響因素，采用搪瓷管作為空預(yù)器管，并且改進(jìn)了密封、固定和安裝方式，經(jīng)過一個階段的運行證明，采用搪瓷管作為空預(yù)器管是防治鍋爐低溫腐蝕的有效措施。通過一系列的改進(jìn)之后，鍋爐低溫腐蝕得到了有效的控制，使鍋爐長周期平穩(wěn)運行的時間大大增強，使蒸汽供應(yīng)更加平穩(wěn)可靠，值得推廣應(yīng)用。