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空氣預熱器腐蝕原因及防腐措施

發布時間:2017-10-13 11:38:00 點擊:
  一、概述 
  空氣預熱器是利用煙氣余熱來提高燃燒時所需空氣溫度的熱交換設備,它裝在鍋爐垂直對流煙道的尾部,是整個鍋爐機組中金屬溫度最底的受熱面,也是鍋爐沿煙氣流程的最后一個受熱面。空氣預熱器是現代鍋爐的重要組成部分。它的工作原理是:受熱面的一側通過煙氣、另一側通過空氣,進行熱交熱,使空氣得到加熱,提高溫度;使煙氣排煙溫度下降。 
  空氣預熱器有如下作用: 
  1、改善并強化燃燒。 當經過預熱器后的熱空氣進入爐內,加速了燃料的干燥、著火和燃燒過程,保證爐內穩定燃燒,起著改善、強化燃燒的作用。 
  2、強化傳熱。 由于爐內燃燒得到改善和強化,加上進入爐內的熱風溫度提高,爐內平均溫度水平也有提高,從而可強化爐內輻射傳熱。 
  3、提高加熱爐熱效率。 由于爐內燃燒穩定,輻射熱交換的強化,可以降低化學不完全燃燒損失;另一方面,空氣預熱器利用煙氣余熱,減少排煙熱量損失,提高加熱爐熱效率。 
  二、空氣預熱器腐蝕現狀 
  根據最近幾年我特檢所對丹東各企業的檢驗發現,空氣預熱器普遍出現積灰和腐蝕現象。當空氣預熱器產生積灰時,使爐膛出口溫度過高,造成加熱爐達不到額定負荷運行,而且排煙溫度較高,預熱器熱效率較低。預熱器中換熱管的低溫腐蝕現象較為嚴重,集灰斗下的排污口就會開始流出“酸水”。隨著時間的推移,腐蝕不斷惡化,影響燃燒器的正常燃燒,燃燒不充分、冒黑煙,加熱爐的熱效率降低、能耗上升,被迫甩掉預熱器。 
  三.空氣預熱器腐蝕原因分析 
  3.1煙氣露點腐蝕 
  加熱爐使用的燃料主要是燃料油、瓦斯和煤。造成露點腐蝕的直接原因是含硫燃料在燃燒時生成了含SO2、SO3的煙氣,煙氣經過換熱溫度下降,當下降到其露點溫度時,煙氣中的可凝結組分冷凝下來形成露滴—即“結露”,“結露”后形成了腐蝕性強的硫酸、亞硫酸溶液,于是對金屬設備造成腐蝕。
  3.2低溫式結渣 
  由于燃料中含有灰份,排煙時固體顆粒易沉積在管束部位形成積灰,同時,凝結在低溫受熱面上的硫酸液體,還會粘附煙氣中的灰塵形成不易清除的粘灰,使煙氣通道不暢甚至堵塞管束,由于積灰在煙氣和管壁之間起隔熱作用,使壁溫降低,容易在積灰下形成低溫露點腐蝕。 
  3.3空氣預熱器元件布置緊密 
  由于空氣預熱器的傳熱元件布置較緊密,煙氣中的飛灰易沉淀在受熱面上,使氣體流動阻力增加,影響空氣預熱器的正常工作。此外低溫受熱面積灰將造成金屬壁溫更低,硫酸蒸汽能透過灰層擴散到金屬壁上,形成硫酸,使積灰變硬,難以清除。 
  四、防腐措施探討與建議 
  4.1 提高入口空氣溫度 
  提高空氣預熱器入口的空氣溫度可以提高預熱器冷端換熱面的壁溫,防止結露腐蝕。最常用的是采用空氣再循環的方法,把已預熱的空氣從再循環管道引入風機入口和冷空氣混合來提高溫度。在開工和低負荷運行時,可增大熱風的再循環量。這種方法的缺點是風機消耗電能較多;并且由于縮小了空氣和煙氣之間的溫差,對提高加熱爐熱效率造成不利影響。較理想的方法是,利用裝置的廢氣或低溫熱源通過暖風器,將冷空氣預熱到60~80℃后,再進入空氣預熱器。另外一種方法是在管式空氣預熱器內將管子水平放置,使煙氣在管外橫流沖刷換熱面,空氣在管內縱向流動。這樣設計的預熱器,其壁溫比立式(煙氣走管內)稍高,則可以完全防止露點腐蝕的發生。一般為了安全可靠,并考慮到爐子負荷可能下降、尾部換熱面壁溫不均勻能因素,可取金屬表面溫度比露點溫度高5~10℃。采取這種措施雖然可以防止低溫腐蝕的發生,但加熱爐的熱效率又受到一定限制。 
  4.2 嚴格控制排煙溫度 
  丹東地處東北,冬夏溫差大,而氣溫的高低會直接影響預熱器的管壁溫度。氣溫低則排煙溫度低,管箱進風處的管壁溫度也低,且很可能會低于煙氣露點溫度,只依靠管箱的改造并不能完全避免管壁結露。所以在實際操作中充分利用熱風循環的辦法提高進風口處的空氣溫度,從而提高管壁溫度避免露點腐蝕發生。根據實際情況,通過調節鼓風量、引風量、循環風量控制排煙溫度。 
  如果預熱器漏風,則預熱器的煙氣和空氣溫度、壓力都難以保持,必然影響正常的操作,嚴重的甚至會引發露點腐蝕。因此,減少漏風是十分重要的。由于預熱器體積龐大,檢修中焊接工作量大,質量難以控制,且無法打壓等手段檢查驗收,只能靠眼睛一點一點的看,在每次檢驗中,都嚴把檢修質量關,認真細致地檢查不放過任何一個漏點,確保檢驗質量。 
  4.3 降低煙氣中水蒸氣含量 
  煙氣露點的高低取決于水蒸氣的分壓,而分壓的大小是煙氣中水蒸氣含量的多少所決定的,煙氣中水蒸氣的含量越高,分壓就越大,露點溫度也就越高。在冬季為了防凍,加熱爐的備用火嘴都要通適量的蒸汽,煙氣中水蒸氣的分壓較高,露點溫度就會略有提高,而冬季排煙溫度往往會有所降低,由于這兩方面的原因,使得預熱器在冬季更容易發生腐蝕。因此,冬季應嚴格控制火嘴的防凍蒸汽量,不單單是節能,還對減少煙氣中水蒸氣的含量,避免腐蝕有著重要的意義。 
  4.4 有效保溫 
  加熱爐和預熱器的保溫不僅影響加熱爐的熱效率,而且對防止露點腐蝕也是非常關鍵的,如果保溫不好,不僅僅降低熱效率,更主要的是煙氣遇到低溫發生露點腐蝕。所以作好保溫尤為重要。原來企業普遍采用巖棉板保溫,由于巖棉板難以固定,且板與板之間結合不緊,結構松散,散熱量較大,影響了預熱器的保溫效果。近年來,部分企業預熱器的保溫材料換成了復合硅酸鹽,這種保溫材料具有隔熱效果好,便于施工,尤其便于復雜結構的施工,整體性好,牢固耐用的特點,保溫效果明顯強于巖棉,降低了預熱器熱量損失,保證了壁溫,對防止腐蝕起到了十分重要的作用。 
  4.5 吹灰及清洗管束 
  2003年以后,每次全面檢驗后企業都對預熱器管束進行吹灰及清洗工作,吹灰盡可能在鍋爐運行處于高負荷下進行,并且緊接在鍋爐其他部件吹灰之后。,吹灰開始前,切斷空氣再循環,先用逆流吹灰器吹灰,然后再用順流吹灰器吹灰。一般吹灰時間不少于30min,吹灰所需的蒸汽參數推薦值:壓力為1.4一1.6MPa,溫度為350℃,蒸汽壓力高于此值應降壓使用。在停爐檢驗時,還可采用高壓水清洗的辦法,沖掉管束上的積灰,一方面可以強化傳熱,提高熱效率,更主要的是可以防止過厚的積灰造成管壁溫度過低,引起露點腐蝕。 
  五、結束語 
  在檢驗過程中,我們通過與企業之間的溝通、探討與協作,在預防空氣預熱器腐蝕上做了大量努力,為加熱爐的正常高效運行和企業的平穩生產提供了可靠的保障。 
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