小型燃氣鍋爐煙氣節能器防腐措施

王稷超 馬超 韓喆(廊坊泛華石化設備有限公司， 河北 廊坊 065000)

小型燃氣鍋爐煙氣節能器防腐措施

王稷超 馬超 韓喆(廊坊泛華石化設備有限公司， 河北 廊坊 065000)

小型燃氣鍋爐是國民生產中不可缺少的動力設備,它在提供了動力的同時,也消耗了大量能源,因此做好燃氣鍋爐的節能工作顯得非常重要。目前常用的措施是在燃氣鍋爐尾部安裝煙氣節能器，但是節能器中產生的冷凝水易使其產生腐蝕。通過分析鍋爐燃氣節能器腐蝕的原因，提出了四種防腐措施。

燃氣鍋爐；節能器；冷凝水；防腐；換熱管；涂料

隨著天然氣開采量的增大以及能源結構的轉變，我國的燃氣鍋爐的數量逐年增大，但是燃氣鍋爐耗能量較大。減少燃氣鍋爐的熱損失，提高燃氣的利用率，回收排煙余熱，降低排煙的溫度是提高燃氣鍋爐熱效率的重要措施之一[1]。近年來，許多企事業單位、學校等單位在沒有改變鍋爐原有運行方式的情況下，在燃氣鍋爐上加裝了余熱回收技術裝置——節能器，在改造過程中沒有涉及和觸動燃氣鍋爐本體、受壓元件以及電氣控制系統，整個改造過程施工周期短、見效較快、投資回收期短。燃氣鍋爐節能器采用的新型管換熱技術具有優良導熱等溫性、熱響應性，結構簡單、體積小重量輕，維護較方便。本文首先介紹了小型燃氣鍋爐燃氣節能器的腐蝕機理，作者根據其工作經驗，并通過文獻調研，提出了小型燃氣鍋爐煙氣節能器防腐措施。

1 鍋爐燃氣節能器的腐蝕機理

國內常用的燃氣鍋爐選用的品牌燃燒器，過量空氣系數在1.05～1.1之間。燃氣鍋爐排煙熱損失的決定因素為排煙溫度，燃氣鍋爐的排煙熱損失為鍋爐總熱損失的主要部分。因此減少燃氣鍋爐的熱損失，提高燃氣的利用率，回收排煙余熱，降低排煙的溫度是提高燃氣鍋爐熱效率的重要措施，當燃氣排煙溫度低于煙氣露點后易產生冷凝水。煙氣中的硫氧化物和氫氧化物等溶于冷凝水中呈現酸性。相對濕度和露點。濕度指的是煙氣中水蒸氣含量的多少，水蒸氣含量越高，濕度就越大；絕對濕度指的是煙氣中水蒸氣的密度，基于煙氣中水蒸氣密度的測量方式困難，常用煙氣中水蒸氣的壓強來表示絕對濕度；相對濕度是指在某一溫度下，煙氣的絕對濕度與該溫度下水蒸氣飽和氣壓的比值。露點指的是煙氣中未飽和水汽轉換成飽和水蒸氣的濕度。節能器中產生的冷凝水即是在露點以下產生的[2-3]。

燃氣鍋爐中煙氣中的水蒸氣的含量遠高于空氣中的含量，蒸汽露點的范圍在30℃至60℃之間。當燃氣中的水分特別大時，在節能器上更容易產生冷凝水，城市燃氣中亦含有含硫雜質，城市燃氣中含有的硫會使燃氣露點溫度升高，溫度繼續升高后易發生結露現象，產生的冷凝水會順著水平或者豎直煙道回流，在最低處存積，使得燃氣鍋爐煙氣節能器發生腐蝕。

冷凝水中如果含有含硫雜質能夠加速節能器的腐蝕。鍋爐所用燃氣中常伴隨有硫化氫雜質,燃燒以后產生的煙氣中含有二氧化硫,生成的二氧化硫在高溫條件下易氧化為三氧化硫, 生成的三氧化硫產物可與煙氣中的水蒸汽結合成為含有硫酸的冷凝水,含有硫酸的冷凝水能使冷凝水以液體形式凝結在燃氣鍋爐節能器的表面, 當冷凝水中的硫酸濃度增加至一定濃度后可加快冷凝器表面的腐蝕速度。此外其他的雜質離子也對燃氣鍋爐中節能器的腐蝕產生重要影響。嚴重的情況下會引起穿孔，造成事故。

2 小型燃氣鍋爐煙氣節能器防腐措施

通過對燃氣鍋爐煙氣節能器中冷凝水的產生機理以及腐蝕原因的分析，作者基于多年工作經驗，并通過文獻調研，提出了以下幾條燃氣鍋爐節能器的防腐措施：

(1)利用節能器設置合理的排煙溫度，使得吸熱壁面溫度處在較高的水平，避免冷凝水的大量產生，防止或者減緩腐蝕；

(2)對燃氣中的含硫成分進行前期的處理，防止冷凝水中硫酸濃度過高，加速腐蝕現象的發生；

(3)更換換熱管的材質。目前常用的換熱器主要是金屬換熱器,包括金屬銅、不銹鋼、金屬鋁等，這些金屬換熱器材質導熱性能較高，主要適應于低溫余熱回收，但是耐腐蝕性較差，如不銹鋼換熱器材質易在含有氯離子的冷凝水中發生腐蝕。為了防止腐蝕，可以換用耐高溫、耐腐蝕的陶瓷和塑料換熱器，實現燃氣鍋爐煙氣冷凝水對節能器的腐蝕。

(4)管外壁表面防腐處理。由于價格、強度及加工性能等制約因素，不可能更換換熱管材質，即使更換了換熱管材質，在腐蝕環境非常惡劣的情況下，也需對管外壁進行涂覆防蝕層，進行表面防腐處理，主要采取的方法有二次鈍化、電鍍、化學鍍、聚合物涂層、CVD和擴散涂層、加入合金成分等，但是聚合物涂層極易老化且熱阻大；CVD和擴散層的成本太高，無法進行工業化生產；加入合金成分抑制冷凝液中的腐蝕成為較為困難；與化學鍍相比，電鍍在耐腐蝕性能方面差距較大。從防腐效果及經濟性方面綜合考慮，最適宜的方法就是化學鍍方法。

3 結語

本文通過對小型燃氣鍋爐煙氣節能器中冷凝水產生原因及成分分析，研究了燃氣鍋爐煙氣節能器的腐蝕機理，結合作者工作經驗和文獻調研，提出了四種有針對性的防腐措施：一是利用節能器設置合理的排煙溫度；二是對燃氣中的含硫等酸性成分進行前期的處理；三是換熱管材質的更換；四是對管外壁采取涂敷防腐涂料等防腐措施。

[1]劉武標,陳鵬飛.燃氣鍋爐尾部煙氣余熱回收冷凝型節能器的實驗研究[J].工業鍋爐，2007，(4):1-3.

[2]孫金棟，賈力，陳鐵兵.煙氣冷凝的環保分析[J].北京建筑工程學院學報，2000，16(9)：6-11.

[3]李惠君，王樹眾，張斌，等.冷凝式燃氣鍋爐煙氣余熱回收可行性經濟分析[J].工業鍋爐，2003，78(2)：1-4.