低温腐蚀培训教材.doc

低温腐蚀培训教材1）低温腐蚀产生的原因燃煤在燃烧过程会生成SO2和SO3，当烟气温度低于200时，硫化物会与水蒸汽结合生成硫酸蒸汽，即SO2（气）+ H2O（气）H2SO3（气）弱酸。 H2SO3（液） 2H+ SO32SO3（气）+ H2O（气）H2SO4（气）强酸。 H2SO4（液） 2H+ SO42由于硫酸蒸汽的凝结温度比水蒸汽高得多（可能达到140160，甚至更高），因此烟气中只要含有很少量的硫酸蒸汽，烟气露点温度就会明显的升高。当烟气进入低温受热面时，由于烟温降低或在接触到低温受热面时，只要温度低于露点温度，水蒸汽和硫酸蒸汽将会凝结。水蒸汽在受热面上的凝结，将会造成金属的氧腐蚀；而硫酸蒸汽在受热面上的凝结，将会使金属产生严重的酸腐蚀。其主要反应如下：Fe2O3+6H+3 SO42 2H2O+2Fe2+3 SO42Fe +2 H+ SO42 H2+ Fe2+ SO424 Fe+8 H+ +4SO42 4H2O + FeS+3 Fe2+3 SO42Fe2O3+5 Fe+4H2 SO4 H2+3 H2O+ Fe S+4FeSO4+Fe2（SO4）3同时，上述腐蚀产物和凝结产物与飞灰反应，生成酸性结灰：xCaOyAl2O3 （x+3y） H2 SO4 xCa SO4+y Al2O3 +SiO2+（x+3y） H2OFe3O4+4H2 SO4 FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O3Fe+4H2 SO4+2O2 FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O酸性粘结灰能使烟气中的飞灰大量粘结沉积，形成不易被吹灰清除的低温粘结灰。传热元件结灰后，传热能力降低，受热面壁温降低，引起更严重的低温腐蚀和粘结结灰，最终有可能堵塞烟气通道。2）烟气的露点烟气露点：烟气中硫酸蒸汽凝结的温度。水蒸汽的露点等于烟气中水蒸气分压力所对应的饱和温度。烟气中水蒸汽分压力P水为： P 水 P V 水/（ Vgy +V水）其中：P炉膛压力，MpaV水烟气中水蒸气的实际容积，m3/kgVgy烟气中干烟气的实际容积，m3/kg根据计算出的P 水可以在水蒸气表上查出对应的饱和温度，即为水蒸汽的露点。即使燃料中水份很高，熵含量也很大，烟气中的水蒸气的露点也不超过70。但是烟气中含有硫酸蒸汽，就可以使酸露点增高。酸露点可以用如下经验公式计算：t1 = tsl +t = tsl+1253Sar.zs /1.05fh Aar.zs其中：t1酸露点，tsl水蒸气露点，Sar.zs燃料中的折算硫分，Aar.zs燃料中的折算灰分，fh飞灰系数，燃煤炉一般取0.85。烟气的酸露点与燃料的含硫量有关。当Sar.zs<0.4%时，酸露点随Sar.zs的增大而增大的很快，但当Sar.zs>0.4%时，烟气酸露点随Sar.zs的增大的很少。3）低温腐蚀的危害强烈的低温腐蚀会造成空气预热器受热面金属的破裂，大量空气漏进烟气中，使得送风燃烧恶化，锅炉效率降低，影响回转式空气预热器传热效率，同时腐蚀也会加重积灰，使烟风道阻力加大，影响锅炉安全、经济运行。4）影响低温腐蚀的因素影响低温腐蚀的因素是硫酸蒸汽的凝结量。凝结量越大，腐蚀越严重。凝结液中硫酸的浓度。烟气中的水蒸汽与硫酸蒸汽遇到低温受热面开始凝结时，硫酸的浓度很大，随烟气的流动，硫酸蒸汽会继续凝结，但这时凝结液中硫酸的浓度却逐渐降低。开始凝结时产生的硫酸对受热面的腐蚀作用很小，而当浓度为56时，腐蚀速度最大，随着浓度继续增大，腐蚀速度也逐渐降低。受热面的壁温。受热面的低温腐蚀速度与金属壁温有一定的关系，实践表明：腐蚀最严重的区域有两个：一个发生在壁温在水露点附近；另一个发生在烟气露点以下2045区。在两个严重腐蚀区之间有一个腐蚀较轻的区域。空气预热器低温段较少低于水露点，为防止产生严重的低温腐蚀，必须避开烟气露点以下的第二个严重区域。5）低温腐蚀的减轻和防止A燃料脱硫。燃料中的黄铁硫可以在燃料进入制粉系统前利用其重力与煤粉不同而分离出来，但不能完全分离出，而且有机硫很难除去。B低氧燃烧。即在燃烧过程中用降低过量空气系数来减少烟气中的剩余氧气，以使SO2转化为SO3的量减小；但是低氧燃烧必须保证燃烧的安全，否则降低燃烧效率，影响经济性。另外，减少锅炉漏风也是减少烟气中剩余氧气的措施。C采用降低酸露点和抑制腐蚀的添加剂。将添加剂粉末状的白云石混入燃料中，或直接吹入炉膛，或吹入过热器后的烟道中，它会与烟气中的SO2和H2SO4发生作用而生成CaSO4或Mg SO4，从而能降低烟气中的或H2 SO4的分压力，降低酸露点，减轻腐蚀。D提高空气预热器受热面的壁温，是防止低温腐蚀的最有效的措施，通常可以采用热风再循环或暖风器两种方法。E回转式空气预热器结构中常用抗腐蚀的措施。采用回转式空气预热器本身就是一个减轻腐蚀的措施，因它在相同的烟温和空气温度下，其烟气侧受热面壁温较管式空气预热器高，这对减轻低温腐蚀有好处；同时回转式空气预热器的传热元件沿高度方向都分为三段，即热段、中间段、冷段，冷段最易受低温腐蚀。从结构上将冷端和不易受腐蚀的热段和中间段分开的目的在于简化传热元件的检修工作，降低维修费用，当冷端的波形板被腐蚀后，只需更换冷端的蓄热板。另外，为了增加冷端蓄热板的抗腐蚀性常采用耐腐蚀的低合金钢制成，而且较厚，一般在1.2mm。另外在回转式空气预热器中，烟气和空气交替冲刷受热面。当烟气流过受热面时，若壁面温度低于烟气露点，受热面上将有硫酸凝结，引起低温腐蚀。但当空气流过受热面时，因空气中没有硫酸蒸汽，且空气中水蒸气的分压力低，则凝结在受热面上的硫酸将蒸发。因此当空气流经受热面时，硫酸的凝结量不增加，反而减少，从而降低腐蚀。F控制炉膛燃烧温度水平，减少SO3的生成量。G定期吹灰，利于清除积灰，又利于防止低温腐蚀。H定期冲洗。如空气预热器冷段积灰，可以用碱性水冲洗受热面清除积灰。冲洗后一般可以恢复至原先的排烟温度，而且腐蚀减轻。I避免和减少尾部受热面漏风。因漏风，受热面温度降低，腐蚀加速。特别是空气预热器漏风，漏风处温度大量下降，导致严重的低温腐蚀。总之，空气预热器的低温腐蚀产生的主要原因是燃料中的硫燃烧生成SO2，其中部分氧化形成SO3。由于SO3的存在，使烟气的露点升高，当遇低温受热面时结露，并腐蚀金属。影响腐蚀速度的因素有：硫酸量、浓度和壁温。预防低温腐蚀的措施是采用热风再循环，加装暖风器，采用耐腐蚀的材料，装设吹灰装置。