余熱鍋爐的省煤器腐蝕及防護

薛鋒（南京南鍋動力設備有限公司，江蘇 南京 210019）

余熱鍋爐的省煤器腐蝕及防護

薛鋒
（南京南鍋動力設備有限公司，江蘇 南京 210019）

我國近年來工業化程度不斷推進，在帶動了經濟的同時也消耗了大量能源。尤其是諸如石油、煤炭等不可再生能源，使用起來不僅價格較高，而且帶來的污染、存在的浪費較大。因此，有相當一部分專家學者對鍋爐進行了一系列改造，對其余熱進行回收，實現節能減排的目的。本文對余熱鍋爐省煤器腐蝕原理及防護措施進行探究。首先對余熱鍋爐及省煤器的概念、原理、構造等方面進行概述，接著分析省煤器發生腐蝕現象的原因，最后有針對性的提出幾點防護措施。

余熱鍋爐；省煤器；腐蝕；防護；措施

1　相關概念闡述

1.1余熱鍋爐的概念

從字面上的意思能夠較好的對其概念進行初步理解，即是將各種工業生產過程中產生的廢氣、廢料、廢液中存在的剩余熱量或者是其他可燃物質燃燒之后產生的熱量利用起來，對水進行加熱處理的一種鍋爐。余熱鍋爐分類方式較多，例如按照燃料可將其分為燃油型余熱鍋爐、燃氣型余熱鍋爐等。

1.2余熱鍋爐的組成

余熱鍋爐組成部件較多，可以說是一個比較龐大、緊密的系統，其具體零部件組成有：鍋筒、活動煙罩、路口段煙道、氧槍口、人孔、吊橋等。在這些組成部位里面，鍋筒、活動煙罩、氧槍口等為其重要部位。此外，余熱鍋爐的循環回路一般包括6個，并且在各段煙道之間通過鍋筒聯通。

1.3余熱鍋爐的工作原理

余熱鍋爐的工作原理主要是利用燃燒時產生的高溫煙氣所釋放出來的熱量，這種煙氣會比其他物質先行一步進入到鍋爐的爐膛之中，待其進入之后會首先達到鍋爐前煙箱，在這里安裝有余熱回收裝置，會對帶有熱量的煙氣進行第一次回收。在此之后，煙氣會進入到鍋爐中的煙火管，繼續深入后煙箱，在這里也設置有余熱回收裝置對帶有熱量的煙氣進行回收。最后，高溫煙氣經過層層“關卡”達到煙囪，排到大氣中去。

1.4鍋爐省煤器的概念

省煤器這一名字的由來主要是因為這一裝置能夠節省能源、提升效率，具體來說，鍋爐省煤器則是指位于鍋爐末端煙道里面進行余熱回收工作的一種裝置。按照省煤器的制造材料可以分為鑄鐵省煤器、鋼管省煤器兩種；按照其安裝形式可以分為立式省煤器、臥式省煤器。

1.5鍋爐省煤器的組成

通常使用碳素鋼管制作省煤器，有時候會在鋼管外面加設若干肋片等，達到改善傳熱的效果。

1.6鍋爐省煤器的工作原理

在鍋爐中利用省煤器主要是為了達到能源回收、節約能源的效果，省煤器增加了能源循環過程，使得吸熱平均溫度升高，進而加大循環效率。當鍋爐啟動之后，位于其中的汽水管道循環系統并沒有立刻建立，而是出于停滯狀態，與此同時省煤器中的水也并未流動。當鍋爐進行燃燒，隨著燃燒程度越來越強，產生的煙氣溫度也會越來越高，省煤器中的水受此影響被汽化，省煤器局部也到達了超溫狀態。一旦出現這種情況，將會影響鍋爐的正常運轉，因此在汽包的集中下水管處再接一段水管到達省煤器的入口處，讓省煤器內部的水能夠處于不斷流入、流出的循環狀態，杜絕氣化現象的發生。

2　余熱鍋爐省煤器的腐蝕原因

2.1受到高溫硫化的影響，省煤器容易腐蝕

高溫硫化是一種在大多數余熱鍋爐省煤器中都會產生的問題，通常是金屬在高溫的狀態下與化學物質硫發生了反應，導致腐蝕現象的發生。在余熱鍋爐中，硫的存在形式可能是氣體狀態，也可能是有機形態。通過研究發現，在高溫狀態下金屬發生硫化反應的速率遠大于氧化反應。

2.2受到給水質量的影響，省煤器容易腐蝕

給水質量的好壞對省煤器影響較大，而給水質量的好壞直接與水中氧氣含量密切相關。在省煤器中使用的水應當盡可能地除去其中所含氧氣，如果未能完全除去那么會在進入到省煤器之后受到溫度影響，將氧氣釋放出來，附著于管道內部，形成水垢，并且加速省煤器的氧化反應[1]。

2.3受到原材料的影響，省煤器容易腐蝕

我國當前大部分余熱鍋爐的省煤器由碳鋼制作而成，作為制作省煤器的原材料，碳鋼有較強的耐熱性，但是也容易在某種特定的環境中受到腐蝕，產生裂紋。例如，碳鋼在氫氧化鈉水溶液中容易發生應力腐蝕，導致金屬出現裂紋，可能會引發斷裂，繼而造成省煤器腐蝕。

2.4受到煤粉近壁燃燒的影響，省煤器容易腐蝕

余熱鍋爐被大量用于煤炭業，其中尤以煤炭冶煉為主，在這過程中煤粉很容易出現近壁燃燒的現象。一方面，煤粉近壁燃燒使得省煤器表面的溫度升高。另一方面，煤粉還會形成氣流對省煤器的壁面帶來沖擊，導致已經存在的腐蝕物被吹落下來，加速腐蝕速度。如果此時陪風操作不恰當，還會使得后期風粉出現混合不良的情況，省煤器壁面出現氧氣缺少，帶來較強的還原性氣氛，導致省煤器容易被腐蝕[2]。

3　余熱鍋爐省煤器腐蝕的防護策略

3.1引入新興技術，對生產過程中還原性氣氛進行改善

借助當前發達的科學文化技術，將生產過程中產生的還原性氣氛進行改善，有助于防護余熱鍋爐省煤器的腐蝕。例如，貼壁二次風技術就是一種新興科學技術，即利用二次風箱，將少量二次風從中引出來，并在高溫腐蝕片區的上方、腐蝕片區省煤器所在處安裝噴口，將空氣噴入爐膛內部。這樣一來，能夠較好的對省煤器高溫腐蝕片區的還原性氣氛加以改善，提升局部所含氧氣數量，緩解省煤器腐蝕情況。但是，在使用這個技術的時候要注意定期更換貼壁風的噴頭，避免其由于龜裂、脫落之后掉入爐膛內從而喪失防止腐蝕的效果。

3.2在原有基礎上，對省煤器系統結構進行改造

當前絕大多數企業所使用的省煤器系統結構都并不完善，會加速其腐蝕，因此，可以在現有基礎之上對其加以改造。例如，可以以煙氣流通為標準，將原來的省煤器系統改造成低溫時段過熱器、省煤器、煙氣換熱器，盡可能的將熱量進行回收。還可以利用大概達到150 ℃的低壓除氧水，將此作為水熱媒介質，進行置換。除此之外，可以在鍋爐及水泵出口位置添加若干臺積水換熱器，進行換熱，并且確保鍋爐上水的溫度在150 ℃以上，避免出現低溫露點腐蝕的情況。

3.3改進省煤器制作原材料，提升其抗腐蝕性

可以在當前制作省煤器的原材料，例如鋼材表層進行滲鋁處理，并且對其滲層結構進行優化，在最外層使用鋁含量較高的氧化鋁外殼，中部則使用鋁鐵的合金材質，最里面一層則為基體金屬。通過這樣的方式，對省煤器原有的制作原材料進行改進，能夠在很大程度上提升其抗高溫氧化、抗腐蝕的性能。在使用這一改進技術的時候要注意的是，避免滲鋁管與鋼管之間存在焊接縫隙而被腐蝕。在技術層面上來，目前還很難通過改進焊接縫隙自身實現其抗腐蝕性，因此可以盡可能使用長度更大的滲鋁管，使得焊接縫隙與高溫腐蝕區之間的距離盡可能的遠一些，避免焊接縫隙受到腐蝕。但是，在使用并盡可能的加大滲鋁管的長度時還需要考慮到實際成本，一般而言滲鋁管的采購價格會比普通鋼管的價格高出大概40%，企業應當從節能、經濟兩方面綜合考慮，選擇性價比最優的方式[3]。

4　結語

總而言之，在余熱鍋爐中使用省煤器在很大程度上提升了余熱鍋爐的使用效率，達到了節能環保的目的。本文正是處于這一方面的考慮，對余熱鍋爐及省煤器的基本構造、工作原理等方面做出概述，并且從其腐蝕原因出發對如何更好地預防腐蝕現象的發生做出探究。希望以此，有助于我國節能環保事業的推進與發展。

[1] 鄭文龍. 省煤器腐蝕穿孔原因分析. 石油化工腐蝕與防護. 2000(01):10.

[2] 黃向陽. 含硫原油對鍋爐省煤器腐蝕的影響因素及對策[J].四川化工與腐蝕控制, 2002(04):13.

[3] 叢海濤. 加熱爐回收設備煙氣露點腐蝕及其控制[J]. 石油化工腐蝕與防護, 2001(03):14.

orrosion and protection of economizer of heat recovery boiler

TK223.6

1009-797X(2015)17-0062-03

B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2015.17.017

薛鋒（1987-），男，本科，助理工作師，主要從事鍋爐設計與制造工作。

2014-07-21