回转式空气预热器低温腐蚀产生原因及其处理措施

1、回转式空气预热器低温腐蚀产生原因及其处理措施摘要：关于大容量锅炉使用回转式空预器运行中，发生低温腐蚀原因及如何防 治，结合实践运行参数和经验，给出了相关意见和方法关键词：三分仓回转式空气预热器 低温腐蚀 过量空气系数烟气温度0引言作为锅炉尾部受热面，空气预热器布置在锅炉对流烟道的最后。当受热面壁 温接近或低于烟气露点温度时，烟气中的硫酸蒸汽就会在壁面凝结和对壁面产生 腐蚀。我厂空预器进口烟温一般在260-360C左右，出口烟温大约在110-160C之 间，在这样的烟温下工作的受热面，空气预热器低温区段烟气温度较低时，烟气 中的水蒸汽和硫酸蒸汽有可能在管壁上凝结，从而导致受热面金属产生低温腐蚀。

2、1回转式空预器介绍我厂锅炉主设备为东方锅炉股份有限公司生产的DG1163/17.35H13型锅炉， 该锅炉为亚临界参数、单炉膛自然循环汽包锅炉。平衡通风，摆动燃烧器四角切 圆燃烧，干式排渣煤粉炉，同步建设烟气脱硫、脱硝装置。尾部烟道设有两台三分仓回转式空气预热器。由于设计煤种水分高，需采用 较高的干燥剂温度，故空气预热器器先加热一次风，以获得较高的热一次风温， 满足炉内燃烧的需要。这种空气预热器是以逆流方式运行的热交换器。加工成特殊波纹的金属蓄热 元件被紧密地放置在转子扇形隔仓格内，转子以0.99转/分的转速旋转，其左右 两侧分别分为烟气通道和空气通道。空气侧又由一次风通道及二次风通道组成，

3、当烟气流经转子时，烟气将热量传给蓄热元件，烟气温度降低；当蓄热元件旋转 到空气侧时，又将热量传给空气，空气温度升高。循环往复，以此实现烟气与空 气的热交换。2腐蚀原因锅炉尾部受热面的腐蚀，属低温腐蚀，它是由于燃料中含有硫，燃烧后形成 SO2，其中少量的进一步氧化生成SO3, SO3与烟气中的水蒸气H2O结合成为硫 酸H2SO4，含有硫酸蒸汽的烟气露点温度大为升高。当受热面低于露点温度时， 硫酸蒸汽就会在受热面上凝结腐蚀金属。为了减轻低温腐蚀，应首先设法了解影 响烟气中硫酸形成的因素、硫酸蒸汽冷凝在受热面上的因素，这些均是影响低温 腐蚀速度的主要因素。具体包括燃料的含硫量、运行时的过剩空气系数、

4、最低金 属壁温、烟气排烟温度、燃烧运行方式等。2.1燃料含硫量的影响燃料中的硫是形成SO3的根本原因。燃烧中大量的硫分通过燃烧生成SO2， 一部分进一步氧化为SO3：另一部分还可以由尾部受热面的某种物质催化作用（如 Fe、V、Ni的氧化物）生成SO3。燃料中含硫越多，烟气中生成SO3转化为硫酸的 量也越多，露点温度也就越高，当壁温低于露点时，就产生了硫酸低温露点腐蚀。2.2过剩空气系数的影响低氧燃烧不但可以减少热损失，也可抑制烟气中SO2过氧燃烧转化为SO3， 有效防止低温腐蚀。锅炉实际运行时过剩空气系数的选取原则是：在保证燃料稳 定燃烧的基础上，减少锅炉的排烟热损失及化学不完全燃烧热损失，以

5、及降低各 大风机出力电耗。2.3金属壁面温度的影响研究结果表明，当t2200250C时，SO3和水蒸气反应很少，因而烟气中H2SO4蒸汽存在不多：但当怀110C后，则基本上全部反应生成H2SO4蒸汽。在 合适的温度下，SO3和H2O的反应是很快完成的，当烟气流过低于露点的受热面 时，硫酸蒸汽在其上凝结成酸液，使金属腐蚀，其浓度随壁温的降低而升高。2.4烟气温度的影响大量实践证明，烟气温度不仅对壁温产生影响，而且对低温腐蚀也有直接的 作用，因为它和烟气中硫酸冷凝的条件有关。当烟气温度高时，在烟气中冷凝的 硫酸液滴细而分散，影响了硫酸向金属表面的迁移速度，从而也影响了受热面的 腐蚀速度。2.5锅炉

6、运行工况影响大型燃煤煤粉锅炉运行中，尤其是冬季低温天气下，低负荷运行时期，炉膛 火焰中心较低，烟气流量少、流速慢，低温烟气流经尾部受热面及空气预热器时， 携带的热量释放后，烟气温度极易低于硫酸露点温度，进而增加了空气预热器低 温腐蚀的几率。3锅炉空预器腐蚀的预防为减少低温腐蚀，首先是降低烟气露点温度。当烟气露点温度在一定范围内 不再下降时，应采取措施使腐蚀控制在最低程度。3.1减少SO3的生成烟气成分中的SO3减少，烟气露点温度和硫酸在低温受热面的凝结率也下降， 腐蚀和积灰就自然减轻。SO3的含量与诸多因素有关（包括运行），而燃料中的硫 含量是关键因素。尽量减少燃用高硫燃料。3.2控制锅炉燃烧

7、过量空气系数各发电厂对机组运行效率指标的考核力度不断加大，锅炉燃烧系统的可操作 性较大，优化节能效果明显。尤其风烟系统，控制适当的总风量，不仅可以优化 燃烧，降低各风机电耗指标，还可有效控制空气预热器附近烟气温度，保证排烟 温度高于烟气露点温度，有效防治该区域的低温腐蚀。另外还应考虑到锅炉的漏 风量，尤其是干渣机渣井处漏风点的处理。3.3合理选择排烟温度一般燃煤锅炉烟气露点温度多数为125145C。要将空气预热器的冷端金属 壁温控制在烟气露点以上或最大凝结温度以上是很不经济的，尤其是在低负荷时 难以达到。锅炉排烟温度高，则机组效率低。目前我厂锅炉排烟温度多在125 160C，排烟温度的选择，既

8、要控制冷端平均烟温，同时又要保证机组较高的效率。 北方地区在冬季，机组低负荷时期排烟温度受环境温度风温低的影响，会降至露 点温度以下，故在冬季低负荷时为避免低温腐蚀，建议调整制粉系统运行序列， 使用靠上层的制粉系统运行，配合调整二次风以便提高火焰中心，使热烟气区段 后移提高排烟温度。3.4正确的材料选择我厂回转式空气预热器蓄热元件冷段为耐腐蚀的搪瓷传热元件，其余热段蓄 热元件为碳钢。有些空气预热器厂家低温段采用抗腐性能更好的塑料。而某些结 构件表面还涂上玻璃纤维等涂层。都可有效控制低温腐蚀。3.5提高空气预热器入口风温锅炉处于低负荷运行时，排烟温度下降。在冬天，空气预热器冷端温度降低， 有时甚

9、至大大低于烟气露点温度。冷端平均温度低于设计值，受热面极易凝结大 量硫酸，加速腐蚀。为避免此现象，就得通过提高空气预热器入口风温将受热面 壁温提高到烟气露点温度以上。常用的措施设置一、二次风风道暖风器、或使用 热风再循环等措施。我厂为防止空气预热器及尾部烟道低温腐蚀，定期对一、二次风暖风器进行 系统维护，并根据暖风器使用效率对暖风器疏水系统加以改进，冬季低温环境下， 空预器前一、二次风温得到显著提高，有效的提高了尾部受热面预防低温腐蚀能 力。3.6作好保温工作空气预热器作为锅炉尾部烟道最后一部分受热面，它的保温不仅影响锅炉的 热效率，而且对防止低温腐蚀也非常关键。空气预热器体积较大，保温难度大

10、， 原来一直采用岩棉板保温。由于岩棉板难以固定，且板与板之间结合不紧，结构 松散，散热量较大，影响了空气预热器的保温效果。近年来，空气预热器的保温 材料换成了复合硅酸盐，这种保温材料隔热效果好，尤其便于复杂结构的施工， 保温效果明显优于岩棉。另外空气预热器保温材料的选择还应考虑防火效果，避 免空气预热器风道漏热风引起保温材料着火，以便保证机组整体安全运行。4结束语以上是从日常机组运行中积累的相关参数及经验，总结出以上几点防治空气 预热器低温腐蚀的途径。因锅炉类型不同，燃料种类不同，各种空气预热器设计 使用类型不同，具体的空气预热器防治低温腐蚀办法，还需各自根据设备选型及 系统布置，从空气预热器低温腐蚀发生的机理入手，分别从提高受热面壁温烟气 露点、优化燃烧调整方式，保持适当的过量空气系数，加强密封控制锅炉漏风率， 减少SO3的产生等几个方面入手。参考文献沈鸿雁，马殿晖，烟气露点温度与锅炉低温受热面的腐蚀，哈尔滨锅炉压力容 器检验研究所,2002.赵景运，防止空气预热器低温腐蚀及积灰的措施，（中国石化集团洛阳石油 化工工程公司，2004.谢剑山，