淺析火電廠鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕及防護措施

蔡健輝

摘要：近來，許多電力公司出現(xiàn)了鍋爐尾部受腐蝕的現(xiàn)象，其主要原因就是低溫露點腐蝕，因此，對鍋爐的低溫腐蝕進行研究有一定價值。文章針對火電廠鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕這一現(xiàn)象進行分析，提出相應的防護措施，從而提高整個社會的效益。

關鍵詞：火電廠；鍋爐尾部；低溫腐蝕；防護措施

中圖分類號：TK224 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0052-02

近來，許多電力公司出現(xiàn)了鍋爐尾部受腐蝕的現(xiàn)象：在節(jié)約能源的號召下，徐州天能姚莊熱電力公司把原有的耗能大的燃煤型鍋爐，更換為耗能相對較小的焦爐煤氣鍋爐，但是在投入使用一年后，3臺省煤器和爐空預器都不同程度地受到了損壞，經(jīng)過詳細的檢查，最終得出結論，其主要原因就是低溫露點腐蝕；某火電廠的熱點聯(lián)合車間有3臺高壓爐和中壓爐，在運行一段時間后，發(fā)現(xiàn)存在著一個嚴重的問題，就是一直提不上風壓來，即使加大送風機的電流，大開送風機風門，也無濟于事，后來經(jīng)過檢查，其原因也是低溫露點腐蝕造成的預熱器的嚴重腐蝕，從而導致漏風增大。因此，對鍋爐的低溫腐蝕進行研究，是有一定價值的。

1 鍋爐尾部低溫腐蝕的原因

首先我們應該明白什么是低溫腐蝕。一般的，把發(fā)生在鍋爐尾部受熱面的腐蝕做低溫腐蝕。低溫腐蝕常常會發(fā)生在空氣預熱器的尾部，但這不是絕對的，在引風機、鐵皮煙道以及省煤器等地方也可能發(fā)生。

鍋爐的低溫腐蝕一般是由酸性物質引起的。首先，在燃煤時會產(chǎn)生二氧化碳，在遇到水后會形成碳酸，但是由于碳酸是一種非常容易揮發(fā)的物質，因此常常不能受到人們的重視，最終使鍋爐尾部受到嚴重的低溫腐蝕。但是，碳酸的腐蝕只是低溫腐蝕的一個小方面，鍋爐尾部的低溫腐蝕主要還是硫酸以及三氧化硫的腐蝕。在煤中含有大量的硫，燃燒后會形成二氧化硫，經(jīng)過與鍋爐內的氧氣反應，形成三氧化硫，再與水蒸氣結合生成含有硫酸的霧氣，當這種霧氣的露點增大升高，并且受熱面壁的溫度低于露點時，這種霧氣就會液化成硫酸，附著在金屬管壁上，對其進行腐蝕。

一般燃煤鍋爐的低溫腐蝕都是這個原理，近年來的火電廠出現(xiàn)了燃氣的鍋爐，這種鍋爐的低溫腐蝕也是由酸性物質引起的，其原理與上述碳酸的形成是一樣的，由天然氣燃燒形成二氧化碳，再與水結合形成碳酸。

2 影響低溫腐蝕的因素

2.1 燃燒物的含硫量

硫酸的生成量與燃料的含硫量有著密不可分的關系，一般情況下，含硫量越高，二氧化硫越容易生成。經(jīng)過試驗證明，當煤炭的含硫量超過百分之一時，所形成的二氧化硫就已經(jīng)超過了鍋爐尾部承受腐蝕的最低限度，不僅如此，此時露點的溫度已經(jīng)超過130℃，這時含硫酸的霧氣更容易液化，造成嚴重的腐蝕現(xiàn)象。

2.2 鍋爐內的含氧量

正如上面所論述的，單獨的硫是不會造成任何腐蝕的，首先需要與氧進行化學反應。氧氣又是鍋爐內進行燃燒的必要條件，因此，過剩氧的含量是影響硫酸形成的重要因素。經(jīng)試驗得知，當過剩氧的含量低于1.1時，露點的生成概率將會迅速下降。所以，低氧燃燒是避免鍋爐尾部低溫腐蝕的有效措施。

2.3 鍋爐內的燃燒狀況

在鍋爐內，隨著火焰溫度的升高，其中氧的濃度會越來越高，與之相應的形成的三氧化硫也就越來越多。此外，燃料的燃燒情況也會對三氧化硫的生成產(chǎn)生影響。一般情況下，當燃料燃燒得越充分，即燃料與空氣混合得越好，所生成的三氧化硫也就越少。這主要是因為，當燃燒不充分時，會生成過剩氧，從而形成大量的三氧化硫。

3 低溫腐蝕的防治措施

既然已經(jīng)了解了影響低溫腐蝕的因素，那么總結出防治低溫腐蝕的措施也是順理成章的事。

3.1 對燃料進行脫硫處理

對燃料進行脫硫處理，只是針對燒煤的火電廠而言。有了硫，才會在鍋爐里形成酸性物質硫酸，因此為了從根本上消除硫酸的生成，最有效的方法就是減少硫的攝入量。對煤炭進行脫硫處理，是一種釜底抽薪的做法。但是應該注意的是，火電廠在對煤炭進行脫硫處理結束之后，不能對廢水隨便處理，否則會造成二次污染。對廢水的處理首先要注意的，必須根據(jù)相關政策、法規(guī)的要求進行，其次還要樹立再循環(huán)、再使用的觀念，可以對廢水進行再處理，以獲取其中的硫，使其繼續(xù)創(chuàng)造經(jīng)濟價值。此外，在燃料選擇時，要嚴格把握含硫指標，從而降低處理成本和對環(huán)境的污染。

3.2 降低氧氣含量

如前所說，鍋爐內氧氣的含量是促使二氧化硫轉化為三氧化硫的重要因素。煙氣含氧量的高低，是由鍋爐內的過量空氣系數(shù)所決定的，系數(shù)越高，游離在空氣中的氧氣分子就越多，低溫腐蝕的概率就越高。降低過剩氧的含量，不僅能夠降低露點的溫度、減少低溫腐蝕的現(xiàn)象，還能提高鍋爐燃燒效率、減少熱損失。因此，應該在燃燒前，對鍋爐內的過量空氣系數(shù)進行詳細的檢測，并且在燃燒過程中，也要不時地進行檢測，從而保證系數(shù)一直控制在規(guī)定的范圍內。

3.3 提高受熱面的壁溫

含有硫酸的霧氣，只有在其溫度高于受熱面壁溫時，才會發(fā)生液化現(xiàn)象。因此提高壁溫，使其高于霧氣露點，是減少低溫腐蝕的一個重要方法。但是，不能把壁溫無限地提高，因為負荷和壁溫會變化不均，一般情況下，會把壁溫調到比煙霧露點高5℃～10℃。在鍋爐系統(tǒng)中，存在著三個溫度，煙氣溫度、管壁溫度和鍋水溫度，其大小關系是：煙氣溫度>管壁溫度>鍋水溫度，因此，為了提高管壁溫度，應該適當?shù)乜刂谱煔鉁囟?，選擇合適的排煙

溫度。

3.4 提高鍋爐的出水溫度

由于供熱系統(tǒng)一般是由多臺鍋爐并聯(lián)運行來完成作業(yè)的，為了符合供暖的溫度要求，通常情況下，都是減少參加系統(tǒng)運轉的鍋爐數(shù)量來實現(xiàn)的。應該注意的是，參加運行的鍋爐的出水溫度應該設定得比較高，較高的出水溫度使爐腔內的溫度顯著提高，煙氣的露點溫度將會低于鍋爐出煙溫度，從而可以減少鍋爐受到低溫腐蝕的現(xiàn)象。

3.5 使用添加劑

由于造成低溫腐蝕的“元兇”是硫酸等酸性物質，因此為了防止低溫腐蝕的危害，可以向鍋爐內添加一些堿性的添加劑，用來中和酸性物質。同時，由于氧氣也是形成硫酸的必備條件之一，所以在高溫條件下能與氧發(fā)生化學反應的物質，也是合適為添加劑的。一些常見的添加劑如：固體類有鎂石、白云石、硅、鋅粉和硼等的氧化物，液體類有氯化鎂的水溶液，氣體類有氮氣等。雖然在鍋爐里加添加劑會有效地防止鍋爐尾部的低溫腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，但是不同的添加劑在不同的環(huán)境下，它的效果會發(fā)生明顯的變化，這就要求在使用時，一定要根據(jù)具體情況，來做到合理、有效。

3.6 盡量使用抗腐蝕的材料

為了減少低溫腐蝕的危害，現(xiàn)在我國有不少火電廠，在鍋爐中易遭受低溫腐蝕的部分，諸如空氣預熱器中，使用新型、不易遭受腐蝕的材料代替原來使用的普通鋼管，同時提高出煙溫度，低溫腐蝕就不易發(fā)生。就預熱器而言，常用的有玻璃管式的和熱管式的，這種預熱器阻力小、體積小、抗腐蝕能力強，并且使用壽命比較長。

4 結語

總之，解決鍋爐尾部的低溫腐蝕問題，首先要從源頭，即燃料做起，一定要想方設法降低燃料的含硫量，對煤炭的含硫指標嚴格把關，千萬不能只是頭疼醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳；其次要控制鍋爐里硫酸的生成條件。雙管齊下，才能收到好的效果。防止鍋爐受熱面的低溫腐蝕問題，不僅具有提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)和維修成本等經(jīng)濟效益，而且還能更好地滿足社會需要等社會效益，因此一定要通過總結各種成功和失敗的經(jīng)驗，以負責的態(tài)度，研究、實施各種防治辦法。

參考文獻

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