淺析火電廠鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕及防護措施

蔡健輝

摘要：近來，許多電力公司出現了鍋爐尾部受腐蝕的現象，其主要原因就是低溫露點腐蝕，因此，對鍋爐的低溫腐蝕進行研究有一定價值。文章針對火電廠鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕這一現象進行分析，提出相應的防護措施，從而提高整個社會的效益。

關鍵詞：火電廠；鍋爐尾部；低溫腐蝕；防護措施

中圖分類號：TK224 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0052-02

近來，許多電力公司出現了鍋爐尾部受腐蝕的現象：在節約能源的號召下，徐州天能姚莊熱電力公司把原有的耗能大的燃煤型鍋爐，更換為耗能相對較小的焦爐煤氣鍋爐，但是在投入使用一年后，3臺省煤器和爐空預器都不同程度地受到了損壞，經過詳細的檢查，最終得出結論，其主要原因就是低溫露點腐蝕；某火電廠的熱點聯合車間有3臺高壓爐和中壓爐，在運行一段時間后，發現存在著一個嚴重的問題，就是一直提不上風壓來，即使加大送風機的電流，大開送風機風門，也無濟于事，后來經過檢查，其原因也是低溫露點腐蝕造成的預熱器的嚴重腐蝕，從而導致漏風增大。因此，對鍋爐的低溫腐蝕進行研究，是有一定價值的。

1 鍋爐尾部低溫腐蝕的原因

首先我們應該明白什么是低溫腐蝕。一般的，把發生在鍋爐尾部受熱面的腐蝕做低溫腐蝕。低溫腐蝕常常會發生在空氣預熱器的尾部，但這不是絕對的，在引風機、鐵皮煙道以及省煤器等地方也可能發生。

鍋爐的低溫腐蝕一般是由酸性物質引起的。首先，在燃煤時會產生二氧化碳，在遇到水后會形成碳酸，但是由于碳酸是一種非常容易揮發的物質，因此常常不能受到人們的重視，最終使鍋爐尾部受到嚴重的低溫腐蝕。但是，碳酸的腐蝕只是低溫腐蝕的一個小方面，鍋爐尾部的低溫腐蝕主要還是硫酸以及三氧化硫的腐蝕。在煤中含有大量的硫，燃燒后會形成二氧化硫，經過與鍋爐內的氧氣反應，形成三氧化硫，再與水蒸氣結合生成含有硫酸的霧氣，當這種霧氣的露點增大升高，并且受熱面壁的溫度低于露點時，這種霧氣就會液化成硫酸，附著在金屬管壁上，對其進行腐蝕。

一般燃煤鍋爐的低溫腐蝕都是這個原理，近年來的火電廠出現了燃氣的鍋爐，這種鍋爐的低溫腐蝕也是由酸性物質引起的，其原理與上述碳酸的形成是一樣的，由天然氣燃燒形成二氧化碳，再與水結合形成碳酸。

2 影響低溫腐蝕的因素

2.1 燃燒物的含硫量

硫酸的生成量與燃料的含硫量有著密不可分的關系，一般情況下，含硫量越高，二氧化硫越容易生成。經過試驗證明，當煤炭的含硫量超過百分之一時，所形成的二氧化硫就已經超過了鍋爐尾部承受腐蝕的最低限度，不僅如此，此時露點的溫度已經超過130℃，這時含硫酸的霧氣更容易液化，造成嚴重的腐蝕現象。

2.2 鍋爐內的含氧量

正如上面所論述的，單獨的硫是不會造成任何腐蝕的，首先需要與氧進行化學反應。氧氣又是鍋爐內進行燃燒的必要條件，因此，過剩氧的含量是影響硫酸形成的重要因素。經試驗得知，當過剩氧的含量低于1.1時，露點的生成概率將會迅速下降。所以，低氧燃燒是避免鍋爐尾部低溫腐蝕的有效措施。

2.3 鍋爐內的燃燒狀況

在鍋爐內，隨著火焰溫度的升高，其中氧的濃度會越來越高，與之相應的形成的三氧化硫也就越來越多。此外，燃料的燃燒情況也會對三氧化硫的生成產生影響。一般情況下，當燃料燃燒得越充分，即燃料與空氣混合得越好，所生成的三氧化硫也就越少。這主要是因為，當燃燒不充分時，會生成過剩氧，從而形成大量的三氧化硫。

3 低溫腐蝕的防治措施

既然已經了解了影響低溫腐蝕的因素，那么總結出防治低溫腐蝕的措施也是順理成章的事。

3.1 對燃料進行脫硫處理

對燃料進行脫硫處理，只是針對燒煤的火電廠而言。有了硫，才會在鍋爐里形成酸性物質硫酸，因此為了從根本上消除硫酸的生成，最有效的方法就是減少硫的攝入量。對煤炭進行脫硫處理，是一種釜底抽薪的做法。但是應該注意的是，火電廠在對煤炭進行脫硫處理結束之后，不能對廢水隨便處理，否則會造成二次污染。對廢水的處理首先要注意的，必須根據相關政策、法規的要求進行，其次還要樹立再循環、再使用的觀念，可以對廢水進行再處理，以獲取其中的硫，使其繼續創造經濟價值。此外，在燃料選擇時，要嚴格把握含硫指標，從而降低處理成本和對環境的污染。

3.2 降低氧氣含量

如前所說，鍋爐內氧氣的含量是促使二氧化硫轉化為三氧化硫的重要因素。煙氣含氧量的高低，是由鍋爐內的過量空氣系數所決定的，系數越高，游離在空氣中的氧氣分子就越多，低溫腐蝕的概率就越高。降低過剩氧的含量，不僅能夠降低露點的溫度、減少低溫腐蝕的現象，還能提高鍋爐燃燒效率、減少熱損失。因此，應該在燃燒前，對鍋爐內的過量空氣系數進行詳細的檢測，并且在燃燒過程中，也要不時地進行檢測，從而保證系數一直控制在規定的范圍內。

3.3 提高受熱面的壁溫

含有硫酸的霧氣，只有在其溫度高于受熱面壁溫時，才會發生液化現象。因此提高壁溫，使其高于霧氣露點，是減少低溫腐蝕的一個重要方法。但是，不能把壁溫無限地提高，因為負荷和壁溫會變化不均，一般情況下，會把壁溫調到比煙霧露點高5℃～10℃。在鍋爐系統中，存在著三個溫度，煙氣溫度、管壁溫度和鍋水溫度，其大小關系是：煙氣溫度>管壁溫度>鍋水溫度，因此，為了提高管壁溫度，應該適當地控制住煙氣溫度，選擇合適的排煙

溫度。

3.4 提高鍋爐的出水溫度

由于供熱系統一般是由多臺鍋爐并聯運行來完成作業的，為了符合供暖的溫度要求，通常情況下，都是減少參加系統運轉的鍋爐數量來實現的。應該注意的是，參加運行的鍋爐的出水溫度應該設定得比較高，較高的出水溫度使爐腔內的溫度顯著提高，煙氣的露點溫度將會低于鍋爐出煙溫度，從而可以減少鍋爐受到低溫腐蝕的現象。

3.5 使用添加劑

由于造成低溫腐蝕的“元兇”是硫酸等酸性物質，因此為了防止低溫腐蝕的危害，可以向鍋爐內添加一些堿性的添加劑，用來中和酸性物質。同時，由于氧氣也是形成硫酸的必備條件之一，所以在高溫條件下能與氧發生化學反應的物質，也是合適為添加劑的。一些常見的添加劑如：固體類有鎂石、白云石、硅、鋅粉和硼等的氧化物，液體類有氯化鎂的水溶液，氣體類有氮氣等。雖然在鍋爐里加添加劑會有效地防止鍋爐尾部的低溫腐蝕現象的發生，但是不同的添加劑在不同的環境下，它的效果會發生明顯的變化，這就要求在使用時，一定要根據具體情況，來做到合理、有效。

3.6 盡量使用抗腐蝕的材料

為了減少低溫腐蝕的危害，現在我國有不少火電廠，在鍋爐中易遭受低溫腐蝕的部分，諸如空氣預熱器中，使用新型、不易遭受腐蝕的材料代替原來使用的普通鋼管，同時提高出煙溫度，低溫腐蝕就不易發生。就預熱器而言，常用的有玻璃管式的和熱管式的，這種預熱器阻力小、體積小、抗腐蝕能力強，并且使用壽命比較長。

4 結語

總之，解決鍋爐尾部的低溫腐蝕問題，首先要從源頭，即燃料做起，一定要想方設法降低燃料的含硫量，對煤炭的含硫指標嚴格把關，千萬不能只是頭疼醫頭、腳痛醫腳；其次要控制鍋爐里硫酸的生成條件。雙管齊下，才能收到好的效果。防止鍋爐受熱面的低溫腐蝕問題，不僅具有提高生產效率、降低生產和維修成本等經濟效益，而且還能更好地滿足社會需要等社會效益，因此一定要通過總結各種成功和失敗的經驗，以負責的態度，研究、實施各種防治辦法。

參考文獻

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