余熱鍋爐低溫腐蝕分析及防護措施

林钷

【摘要】余熱鍋爐在實際應用過程中有效的提高了燃料燃燒釋放的熱量的利用率，具有良好的節(jié)能性。但是在其表面極易形成液態(tài)硫酸而發(fā)生腐蝕問題，本文就余熱鍋爐低溫腐蝕機理進行分析和研究，并提出有效的防護措施，僅供相關人員參考。

【關鍵詞】余熱鍋爐；低溫腐蝕；防護措施

所謂余熱鍋爐，就是指對工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢氣、廢料以及廢液中的余熱和可燃物燃燒后的熱量進行合理的利用，從而將水加熱到一定溫度的鍋爐。除此之外，能夠對煙囪、煙道余熱進行回收利用的燃氣鍋爐以及燃煤鍋爐等也稱作是余熱鍋爐。余熱鍋爐在實際應用過程中，極易出現(xiàn)結露和腐蝕現(xiàn)象，對余熱鍋爐的實際使用性能產(chǎn)生了嚴重的影響。在此種情況下，加大力度對余熱鍋爐低溫腐蝕進行分析和研究，具有一定的重要性和必要性。

1 余熱鍋爐腐蝕機理的分析

就余熱鍋爐的實際情況來看，余熱鍋爐實際排放的煙氣中存在較多的三氧化硫，且其實際生成機理存在一定的復雜性，氧離子具有一定的活潑性，在余熱煙氣中的作用比較明顯。并且氧氣、二氧化碳以及其他的金屬氧化物會在余熱爐膛內部的高溫輻射作用下分解出離子，促進二氧化硫的轉化。

在相同溫度條件下，壓力越高，三氧化硫也會隨之增多。若溫度條件高于85度時，幾乎不會產(chǎn)生三氧化硫。因此在低溫條件下，對于三氧化硫的轉化是非常有利的。余熱鍋爐多排放的煙氣中，催化器會對煙氣產(chǎn)生一定的作用，煙氣中的部分二氧化硫會轉化為三氧化硫。從總體情況來看，余熱鍋爐的表面溫度與積灰厚度存在正比例關系，也就是說，余熱鍋爐表面的積灰厚度越多，余熱鍋爐的積灰表面溫度越高。三氧化硫與余熱鍋爐煙氣中的水蒸氣易形成硫酸蒸汽，會對鍋爐受熱面產(chǎn)生一定程度的腐蝕，在此種情況下，若管壁溫度較低時，管壁上極易出現(xiàn)凝結，硫酸的酸露點溫度與煙氣中的三氧化硫和水蒸氣含量存在著密切的聯(lián)系。

相關研究資料顯示，二氧化硫、三氧化硫按照一定比例進行轉化，通常情況下酸露點溫度要高于水露點溫度，此時三氧化硫與水蒸氣含量均在120至140之間。二氧化硫轉化成三氧化硫的必要條件就是余熱鍋爐所排放煙氣中過剩氧的存在。煙氣中的硫酸蒸汽在溫度較低的受熱面上極易凝結，凝結的硫酸范圍濃度逐漸降低，露點逐漸下降，凝結的硫酸濃度對受熱面腐蝕速度影響較大，稀硫酸的腐蝕性較強，在低溫階段容易產(chǎn)生低溫黏結灰，促使飛灰和冷凝與硫酸溶液共同作用形成水泥狀物質，導致低溫腐蝕的情況加劇，對于余熱鍋爐的實際性能的發(fā)揮產(chǎn)生不利影響。煙氣流速對實際轉化效率也具有重要的影響。

就余熱鍋爐低溫腐蝕進行理論分析，可以發(fā)現(xiàn)，煙氣中的水蒸氣露點比較低，大多處于30度至70度之間，此種情況下，金屬壁溫高于水露點。那么在余熱鍋爐運轉過程中，煙氣中的水蒸氣不會在金屬壁表面產(chǎn)生凝結，躲在低溫段出現(xiàn)凝結，會對受熱面產(chǎn)生比較緩慢的氧蝕性。但是若余熱鍋爐煙氣排放過程中所含的三氧化硫較多時，酸露點溫度會呈現(xiàn)一定程度的上升，因此，凝結在金屬受熱面的硫酸能夠促使金屬出現(xiàn)腐蝕并會粘附煙氣中的飛灰，導致一系列的復雜物理-化學反應出現(xiàn)。

在物理-化學反應的基礎上，形成具有特殊性質的腐蝕物，導致金屬受熱面積會變硬，余熱鍋爐所排放煙氣溫度下降，導致腐蝕加劇，如此反復的惡性循環(huán)，導致嚴重的腐蝕性裂縫出現(xiàn)，對余熱鍋爐設備造成嚴重的損壞。實際凝結酸量，酸濃度以及金屬壁溫等都會對腐蝕速率產(chǎn)生嚴重的影響，壁溫較高的情況下，金屬壁面上凝結的酸量比較小，腐蝕速度較慢，隨著壁溫的降低，凝結的酸量會逐漸增加，腐蝕速度加快，也就是說，實際腐蝕速率與壁溫和算的濃度存在著密切的聯(lián)系。

2 余熱鍋爐低溫腐蝕的防護措施

就余熱鍋爐低溫腐蝕的總體情況來看，影響低溫腐蝕的因素具有一定的復雜性和特殊性，包括金屬壁溫、灰分以及金屬的成分、煙氣中的氧含量和硫等。在對余熱鍋爐低溫腐蝕采取防護措施時，可以從以下幾方面出發(fā)：

2.1金屬壁溫 針對余熱鍋爐低溫腐蝕的情況，可以結合余熱鍋爐的實際特點選取有效的防護措施，可以在余熱鍋爐的煙氣溫度高于酸露點20度至30度之間時，從而有效的提高金屬壁的溫度，從而最大程度上避免低溫腐蝕的出現(xiàn)。

2.2灰分 灰分是余熱鍋爐運轉過程中影響低溫腐蝕的一項重要因素，能夠吸收冷凝的酸，具有良好的提高壁溫的作用，實際熱阻較大。相關實驗研究顯示，在余熱鍋爐運轉過程中，灰分具有良好的應用價值，能夠有效的降低碳鋼的腐蝕速率。

2.3其他 除以上提到的兩點之外，金屬成份的分布以及煙氣中的氧含量和硫的多少也會在一定程度上影響余熱鍋爐低溫腐蝕。

3 余熱鍋爐的日常維護操作

在對余熱鍋爐進行實際應用時，相關人員應當及時用水位表對水位進行觀察，對出現(xiàn)損壞的水位表及時進行檢修和維護，對出現(xiàn)滴、漏等情況的閥門進行及時檢修和更換，確保余熱鍋爐的穩(wěn)定運行。余熱鍋爐運行中不同班次應當對傳動裝置的靈活性進行定期檢查，確保其工作狀態(tài)滿足余熱鍋爐運行的實際要求，以促進余熱鍋爐實際應用價值的有效發(fā)揮。相關人員應當對余熱鍋爐系統(tǒng)的連接管道法蘭部位的嚴密性進行嚴格且仔細的檢查，若引風機出現(xiàn)劇烈振動時，應當及時停止運行并對其內部葉輪磨損情況進行檢查和調換，不定期對越熱鍋爐的汽壓、水位以及過熱蒸汽量進行檢查，確保其處于正常范圍內。做好高低水位報警器、低水位連鎖裝置以及超溫報警系統(tǒng)等裝置的設置，并定期進行報警連鎖試驗，確保各項裝置的實際使用性能處于正常范圍內，并做好設備的養(yǎng)護工作，以保證余熱鍋爐的穩(wěn)定運行，盡可能減少低溫腐蝕情況的出現(xiàn)。

4 結束語

從宏觀層面來看，余熱鍋爐在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中，具有良好的應用價值，對于實現(xiàn)節(jié)能減排、保護能源方面具有重要的推動作用，與社會可持續(xù)發(fā)展理念相協(xié)調。余熱鍋爐低溫腐蝕具有一定復雜性，在此種情況下，應當積極加大力度對低溫腐蝕進行分析，并積極采取有效措施，促進余熱鍋爐的實際應用價值的有效發(fā)揮。

參考文獻

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