燃煤鍋爐尾部設(shè)備低溫腐蝕問題分析及防治

李 叡

（山西西山熱電有限責(zé)任公司 山西太原 030001）

引言

因煤炭中含硫，燃燒過程中，會產(chǎn)生SO2，其中，有一部分轉(zhuǎn)化成SO3。而煙氣中含水蒸氣，與SO3結(jié)合之后，生成H2SO4蒸汽。一些鍋爐內(nèi)含脫硝裝置，運(yùn)行狀態(tài)下，出現(xiàn)些微NH3逃逸問題，與煙氣內(nèi)SO3作用之后，生成NH3HSO4。該物質(zhì)經(jīng)尾部設(shè)備，一旦元件壁面溫度比酸露點(diǎn)低，上述兩類蒸汽均會發(fā)生結(jié)露情況，使元件表層粘附飛灰，堵塞尾部設(shè)備，并對各元件造成腐蝕。分別把脫硝裝置、空氣預(yù)熱器、靜電除塵器等設(shè)置在燃煤鍋爐尾端煙道內(nèi)。無論鍋爐處于啟動狀態(tài)，還是低負(fù)荷工況，設(shè)備上都會有積灰、腐蝕、低溫結(jié)露、二次燃燒等不良問題，對機(jī)組產(chǎn)生不良干擾，使之無法正常運(yùn)行。

1 燃煤鍋爐尾部設(shè)備低溫腐蝕問題分析

1.1 空氣預(yù)熱器腐蝕堵灰

在運(yùn)行負(fù)荷、外部溫度低時，啟動鍋爐，使之處于運(yùn)行狀態(tài)。此刻，若空氣預(yù)熱器冷端換熱元件表層溫度比壁面酸露點(diǎn)低，會發(fā)生硫酸凝結(jié)情況，對煙氣內(nèi)飛灰形成粘積，引發(fā)低溫腐蝕、積溫情況。倘若空預(yù)器金屬腐蝕、堵灰等都比較嚴(yán)重，很容易堵塞煙氣通道，增加阻力。如果一二次風(fēng)與煙氣之間具備非常大的壓差，冷空氣從風(fēng)側(cè)泄漏至煙側(cè)，導(dǎo)致煙溫度過低，低溫腐蝕、堵灰加劇。鍋爐處于常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)下時，沉積可燃物發(fā)生二次燃燒，對換熱元件產(chǎn)生損壞，甚至把空預(yù)器燒毀，使經(jīng)濟(jì)損失增加。

1.2 靜電除塵器腐蝕粘灰

無論啟動狀態(tài)下的鍋爐，還是低負(fù)荷運(yùn)行時的鍋爐，硫酸結(jié)露情況多發(fā)生在靜電除塵器表面溫度比壁面酸露點(diǎn)溫度低時，造成低溫腐蝕、粘灰等不良問題。通常情況下，為保證鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，投油助燃方式應(yīng)用普遍。該工況下，凝結(jié)的硫酸會和煙氣內(nèi)可燃油污、煤灰等粘附在一起，導(dǎo)致設(shè)備腐蝕粘灰問題加劇，難以正常運(yùn)行，安全性無法保證。

1.3 石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)腐蝕

在煙道尾部設(shè)置有石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，這個位置低溫腐蝕問題非常嚴(yán)重。究其原因，煙的溫度過低，工作環(huán)境非常惡劣。以往，電廠會發(fā)揮煙氣換熱系統(tǒng)優(yōu)勢，對吸收塔煙道、煙囪腐蝕問題加以控制，使煙氣抬升高度增加，把煙囪周邊污染物排放濃度降到最低。然而，回轉(zhuǎn)式煙氣換熱系統(tǒng)，常因腐蝕、堵灰等不良問題，干擾濕法石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行。目前，很多電廠已不再使用。常規(guī)情況下，脫硫吸收塔在50℃環(huán)境下工作，當(dāng)煙氣尚未進(jìn)入脫硫裝置時，溫度在110-170℃之間，相對比較高，需要噴水降溫，很容易增加排煙量，導(dǎo)致凈煙氣溫濕度不平衡，溫度低，濕度大，腐蝕煙囪、脫硫設(shè)備等[1]。故障狀態(tài)下的靜電除塵器，煙氣內(nèi)粉塵、油污含量大，一旦進(jìn)入石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，難免污染漿液、脫硫系統(tǒng)設(shè)備等，導(dǎo)致脫硫效率無法保障，系統(tǒng)運(yùn)行過程不安全等，甚至?xí)怪鳈C(jī)無法正常運(yùn)行，損失增加。

2 燃煤鍋爐尾部設(shè)備低溫腐蝕問題防治

依據(jù)燃煤鍋爐尾部設(shè)備低溫腐蝕問題，分別對彈性回?zé)峒夹g(shù)、廣義回?zé)峒夹g(shù)、排煙熱能回收技術(shù)等進(jìn)行靈活應(yīng)用，對燃煤鍋爐結(jié)構(gòu)、尾部設(shè)備等加以優(yōu)化，有效規(guī)避低溫腐蝕問題，保證燃煤鍋爐尾部設(shè)備完好，始終保持正常工作狀態(tài)，且工藝、性能不會受影響。

2.1 靈活運(yùn)用彈性回?zé)峒夹g(shù)

彈性回?zé)峒夹g(shù)能夠使低負(fù)荷下脫硝系統(tǒng)退出運(yùn)行這一問題得到有效解決。該過程中，以附加給水加熱器為載體，發(fā)揮新增汽輪機(jī)優(yōu)勢，進(jìn)行抽汽加熱給水操作，確保省煤器入口溫度達(dá)標(biāo)。假使在低負(fù)荷狀態(tài)下，進(jìn)入脫硝系統(tǒng)的煙氣溫度在320℃以上，能夠?qū)γ撓跸到y(tǒng)低溫腐蝕、粘灰等不良問題進(jìn)行有效規(guī)避，始終保證運(yùn)行正常。優(yōu)選該工藝應(yīng)用到發(fā)電廠各機(jī)組中，能夠徹底脫硝，提升機(jī)組環(huán)保性能，從根本上把下游設(shè)備積灰、低溫腐蝕等不良問題解決掉。

2.2 優(yōu)選廣義回?zé)峒夹g(shù)

一些空預(yù)器在冬季或低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，發(fā)生低溫腐蝕問題，將廣義回?zé)峒夹g(shù)應(yīng)用到發(fā)電廠各機(jī)組上，發(fā)揮已做過功的汽輪機(jī)作用，完成抽汽工作，對空預(yù)器進(jìn)風(fēng)作加熱處理。該技術(shù)與以往暖風(fēng)器存在差別，僅適合在低溫狀態(tài)使用，并與機(jī)組運(yùn)行同步。采用專業(yè)方法，使冷端換熱元件壁面平均溫度增加，并且比壁面酸露點(diǎn)溫度高，以此杜絕硫酸腐蝕區(qū)。這種方式，使空預(yù)器運(yùn)行過程更加安全，汽輪機(jī)排汽時，也無太多損失。

2.3 利用排煙熱能回收技術(shù)

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，需要依據(jù)工程實(shí)況，在脫硫塔位置加裝煙水換熱器，其屬于新型排煙熱能回收裝置。發(fā)揮該設(shè)備優(yōu)勢，回收鍋爐排煙余熱、引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)對煙氣做功，引發(fā)的煙氣溫度升高問題，使之回到熱力系統(tǒng)中，對汽輪機(jī)抽汽加熱凝結(jié)水進(jìn)行替代，降低煙氣溫度，以免其過高。該系統(tǒng)優(yōu)勢在于不僅能夠?qū)焽枧艧熈窟M(jìn)行有效控制，而且能夠降低煙氣內(nèi)部水蒸氣含量，使脫硫設(shè)備、煙囪低溫腐蝕問題得到有效緩解和解決，優(yōu)越性強(qiáng)，技術(shù)效果非常好。

結(jié)語

綜上所述，火電廠中涉及到各類復(fù)雜設(shè)備，操作難度大，稍有不慎，便會引發(fā)安全問題。其中，燃煤鍋爐經(jīng)過長期使用之后，尾部受熱面發(fā)生低溫腐蝕問題。諸如，空氣預(yù)熱器腐蝕堵灰、靜電除塵器腐蝕粘灰、石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)腐蝕等。操作人員要明確燃煤鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕原因，采用專業(yè)、有效的處理方法，加以解決，使該設(shè)備始終處于良好工作狀態(tài)。