空氣預熱器煙氣露點腐蝕及處理

摘 要：根據甲乙酮生產中，熱媒爐空氣預熱器操作運行中存在的問題，指出了煙氣露點腐蝕的危害性，分析了產生露點腐蝕的原因，提出了有效的露點腐蝕處理措施，實踐證明該處理措施具有較強的操作性。

關鍵詞：熱媒爐；露點腐蝕；空氣預熱器

1 引言

在甲乙酮生產中，熱媒爐為熱媒爐系統的主要設備，也為各崗位設備提供熱量。蘭州石化公司助劑廠甲乙酮自2009年投用以來，使用北京航天十一所提供的1臺1400萬大卡/小時的熱媒爐。在使用過程中于2012年4月出現了空氣預熱器露點腐蝕問題。為此，我們采取并處理空氣預熱器出現露點腐蝕，取得了較好的效果，為今后的甲乙酮安全生產打下了堅實基礎。

2 工藝流程簡介

來自熱油儲罐的導熱油經燃料氣加熱后在爐內燃燒，燃燒時所用的空氣由風機提供。燃燒生成的煙氣從爐子底部出來后先進入一級預熱器，位于煙氣低溫段，二級預熱器位于煙氣高溫段。環境溫度下，和風機送來的的冷風先通過一級預熱器加熱至一定溫度，再進入二級預熱器繼續升溫。煙氣最后從空氣預熱器頂部排出并進入煙囪高空排放。該預熱器為管式結構，其流動布置煙氣走管外，空氣走管內，換熱管錯排。目的是利用出爐煙氣加熱空氣，使進爐空氣的溫度升高，從而有效的提高熱媒爐的熱效率。

3 產生的問題

3.1 在使用過程中空氣預熱器出現的問題：在冬季溫度較低時，熱媒爐煙道膨脹節接縫處出現的露點腐蝕現象。主要是由于設備內壁的溫度低于露點溫度，從而造成露點腐蝕現象的生成，導致不斷有液體凝結出來并往下滴。嚴重影響了傳熱效率，從而大大降低了爐子的熱效率。這種黏性的結灰生硬，利用清灰的方法根本無法實現。凝結出來的液體在冬季不但吸附空氣中的灰塵，顏色呈淺綠色，具有很強的腐蝕性。空氣預熱器在使用了接近3年，在2012年4月檢修中打開后出現鍍有搪瓷碳鋼換熱管有腐蝕穿孔現象，導致煙氣局部過冷，會加速尾部換熱管壁面的腐蝕，久而久之就會使換熱管壁面全部腐蝕穿孔。換熱管壁面穿孔后煙氣與風的配比不準確，而且影響控制系統“手動、自動”的切換，使得燃燒器無法正常工作，甚至有時導致停車或點爐失敗現象。

3.2 操作波動時操作人員沒有及時調整空氣預熱器風道副線，造成排煙溫度降低，低于煙氣露點溫度，從而引起腐蝕現象的發生。

4 露點腐蝕產生的原因

由于熱媒爐使用燃料氣中的H2S含量遠遠超出設計指標，生成的硫成分較大，含硫燃料氣在燃燒時生成SO2，而SO2中有少量的金屬氧化物等的催化作用再次生成SO3，SO3再和煙氣中的水分結合生成H2SO4。2H2S+O2=2H2O+2S，S+O2→SO2，2SO2+O2→2SO3，SO3+H2O→H2SO4。含有硫酸蒸氣的煙氣露點大大提高。當換熱管壁面的壁溫低于露點時，就會在換熱管壁面上凝結成硫酸的液體，加劇換熱管壁面產生腐蝕。因為在溫度低的換熱管壁面上所產生的腐蝕又稱“露點腐蝕”。燃料氣中硫含量越大，生成的SO2越多。

5 處理措施

5.1 對空氣預熱器結構改造

根據原空氣預熱器使用過程中存在的弊端，結合生產工況通過兩級預熱器改為整體一個預熱器，預熱器熱管、管板、煙氣側內層板均采用304材質。

不銹鋼熱管空氣預熱器主要由不銹鋼熱管、管板、箱體組成。設備采用立式結構，不銹鋼熱管立式布置，煙氣水平流動流經不銹鋼熱管吸熱段，空氣水平流動流經不銹鋼熱管放熱段。為加強氣流的擾動，提高換熱系數，不銹鋼熱管沿氣流方向錯列布置，同時吸熱段采用高頻焊接翅片來強化煙氣側傳熱。因此設備傳熱效率很高，結構緊湊。

另外，熱管余熱回收設備冷熱流體之間通過熱管傳熱，形成兩層間壁，與傳統的單層間壁預熱器器相比，這種結構形式可有效提高預熱器的抗腐蝕性能以及耐磨性能，增長使用壽命。熱管余熱回收設備傳熱元件采用熱管，熱管元件具有快速高效的傳熱性能和良好均溫性，可有效減緩煙氣側露點腐蝕。連續運行周期長，同時便于維護和更換。

5.2 對煙道膨脹節等部位安裝保溫，提到設備內壁溫度，以避開煙氣露點溫度，減少露點腐蝕的發生。

5.3 在操作中操作人員要充分利用好在線氧含量分析儀表，并對畫面數據進行分析，嚴格控制爐內的過剩空氣，以減少SO3的生成，進而控制好腐蝕物硫酸蒸氣的發生。

參考文獻

[1]中國石油和石化工程研究會編著[M].北京：中國石化出版社，2003 ISBN 7-80164-214-7.

[2]劉運桃.管式加熱爐[M].北京：中國石化出版社.1997.

[3]董健生.煉油單元過程和設備[M].北京：中國石化出版社，1997 ISBN 7-80043-451-6.