燃煤鍋爐尾部設備低溫腐蝕問題分析及防治

李 叡

（山西西山熱電有限責任公司 山西太原 030001）

引言

因煤炭中含硫，燃燒過程中，會產生SO2，其中，有一部分轉化成SO3。而煙氣中含水蒸氣，與SO3結合之后，生成H2SO4蒸汽。一些鍋爐內含脫硝裝置，運行狀態下，出現些微NH3逃逸問題，與煙氣內SO3作用之后，生成NH3HSO4。該物質經尾部設備，一旦元件壁面溫度比酸露點低，上述兩類蒸汽均會發生結露情況，使元件表層粘附飛灰，堵塞尾部設備，并對各元件造成腐蝕。分別把脫硝裝置、空氣預熱器、靜電除塵器等設置在燃煤鍋爐尾端煙道內。無論鍋爐處于啟動狀態，還是低負荷工況，設備上都會有積灰、腐蝕、低溫結露、二次燃燒等不良問題，對機組產生不良干擾，使之無法正常運行。

1 燃煤鍋爐尾部設備低溫腐蝕問題分析

1.1 空氣預熱器腐蝕堵灰

在運行負荷、外部溫度低時，啟動鍋爐，使之處于運行狀態。此刻，若空氣預熱器冷端換熱元件表層溫度比壁面酸露點低，會發生硫酸凝結情況，對煙氣內飛灰形成粘積，引發低溫腐蝕、積溫情況。倘若空預器金屬腐蝕、堵灰等都比較嚴重，很容易堵塞煙氣通道，增加阻力。如果一二次風與煙氣之間具備非常大的壓差，冷空氣從風側泄漏至煙側，導致煙溫度過低，低溫腐蝕、堵灰加劇。鍋爐處于常規運行狀態下時，沉積可燃物發生二次燃燒，對換熱元件產生損壞，甚至把空預器燒毀，使經濟損失增加。

1.2 靜電除塵器腐蝕粘灰

無論啟動狀態下的鍋爐，還是低負荷運行時的鍋爐，硫酸結露情況多發生在靜電除塵器表面溫度比壁面酸露點溫度低時，造成低溫腐蝕、粘灰等不良問題。通常情況下，為保證鍋爐運行穩定，投油助燃方式應用普遍。該工況下，凝結的硫酸會和煙氣內可燃油污、煤灰等粘附在一起，導致設備腐蝕粘灰問題加劇，難以正常運行，安全性無法保證。

1.3 石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統腐蝕

在煙道尾部設置有石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統，這個位置低溫腐蝕問題非常嚴重。究其原因，煙的溫度過低，工作環境非常惡劣。以往，電廠會發揮煙氣換熱系統優勢，對吸收塔煙道、煙囪腐蝕問題加以控制，使煙氣抬升高度增加，把煙囪周邊污染物排放濃度降到最低。然而，回轉式煙氣換熱系統，常因腐蝕、堵灰等不良問題，干擾濕法石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統運行。目前，很多電廠已不再使用。常規情況下，脫硫吸收塔在50℃環境下工作，當煙氣尚未進入脫硫裝置時，溫度在110-170℃之間，相對比較高，需要噴水降溫，很容易增加排煙量，導致凈煙氣溫濕度不平衡，溫度低，濕度大，腐蝕煙囪、脫硫設備等[1]。故障狀態下的靜電除塵器，煙氣內粉塵、油污含量大，一旦進入石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統，難免污染漿液、脫硫系統設備等，導致脫硫效率無法保障，系統運行過程不安全等，甚至會使主機無法正常運行，損失增加。

2 燃煤鍋爐尾部設備低溫腐蝕問題防治

依據燃煤鍋爐尾部設備低溫腐蝕問題，分別對彈性回熱技術、廣義回熱技術、排煙熱能回收技術等進行靈活應用，對燃煤鍋爐結構、尾部設備等加以優化，有效規避低溫腐蝕問題，保證燃煤鍋爐尾部設備完好，始終保持正常工作狀態，且工藝、性能不會受影響。

2.1 靈活運用彈性回熱技術

彈性回熱技術能夠使低負荷下脫硝系統退出運行這一問題得到有效解決。該過程中，以附加給水加熱器為載體，發揮新增汽輪機優勢，進行抽汽加熱給水操作，確保省煤器入口溫度達標。假使在低負荷狀態下，進入脫硝系統的煙氣溫度在320℃以上，能夠對脫硝系統低溫腐蝕、粘灰等不良問題進行有效規避，始終保證運行正常。優選該工藝應用到發電廠各機組中，能夠徹底脫硝，提升機組環保性能，從根本上把下游設備積灰、低溫腐蝕等不良問題解決掉。

2.2 優選廣義回熱技術

一些空預器在冬季或低負荷狀態下運行，發生低溫腐蝕問題，將廣義回熱技術應用到發電廠各機組上，發揮已做過功的汽輪機作用，完成抽汽工作，對空預器進風作加熱處理。該技術與以往暖風器存在差別，僅適合在低溫狀態使用，并與機組運行同步。采用專業方法，使冷端換熱元件壁面平均溫度增加，并且比壁面酸露點溫度高，以此杜絕硫酸腐蝕區。這種方式，使空預器運行過程更加安全，汽輪機排汽時，也無太多損失。

2.3 利用排煙熱能回收技術

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統腐蝕嚴重，需要依據工程實況，在脫硫塔位置加裝煙水換熱器，其屬于新型排煙熱能回收裝置。發揮該設備優勢，回收鍋爐排煙余熱、引風機、增壓風機對煙氣做功，引發的煙氣溫度升高問題，使之回到熱力系統中，對汽輪機抽汽加熱凝結水進行替代，降低煙氣溫度，以免其過高。該系統優勢在于不僅能夠對煙囪排煙量進行有效控制，而且能夠降低煙氣內部水蒸氣含量，使脫硫設備、煙囪低溫腐蝕問題得到有效緩解和解決，優越性強，技術效果非常好。

結語

綜上所述，火電廠中涉及到各類復雜設備，操作難度大，稍有不慎，便會引發安全問題。其中，燃煤鍋爐經過長期使用之后，尾部受熱面發生低溫腐蝕問題。諸如，空氣預熱器腐蝕堵灰、靜電除塵器腐蝕粘灰、石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統腐蝕等。操作人員要明確燃煤鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕原因，采用專業、有效的處理方法，加以解決，使該設備始終處于良好工作狀態。