余熱鍋爐低溫腐蝕機理及防護措施分析

楊自龍

摘要：當前能源短缺已成為制約經濟發(fā)展的主要問題，在這種情況下，為了實現(xiàn)節(jié)能增效，余熱鍋爐在現(xiàn)代工業(yè)生產中開始廣泛應用，其通過利用工業(yè)生產中產生的廢熱來進行供暖和發(fā)電，實現(xiàn)能源的二次回收利用。余熱鍋爐的應用，有效的實現(xiàn)了能源的節(jié)約，提高了能源的利用效率。但在余熱鍋爐實際應用過程中，其表易容易形成液態(tài)硫酸而導致腐蝕問題發(fā)生，因此需要針對余熱鍋爐低溫腐蝕機理進行分析，從而采取切實可行的防護措施，確保余熱鍋爐性能的穩(wěn)定性，延長其使用壽命。

關鍵詞：余熱鍋爐；低溫腐蝕；防護措施；日常維護

中圖分類號：TK22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（a）-0000-00

前言

余熱鍋爐有效的實現(xiàn)了對資源的二次回收利用，在具體工業(yè)生產過程中，在各個工藝流程中設置余熱鍋爐，可以實現(xiàn)余熱的有效回收，并提高設備的整體熱效率，減少對一次能源消耗，實現(xiàn)能源的有效節(jié)約。余熱鍋爐在一些高耗能產業(yè)中具有較好的適用性，具有非常好的發(fā)展前景。但在余熱鍋爐具體應用過程中，容易發(fā)生結露和腐蝕的現(xiàn)象，這對余熱鍋爐的使用性能帶來較大的影響，因此針對余熱鍋爐低溫腐蝕問題進行深入分析，全面提高余熱鍋爐的應用效果。

1余熱鍋爐的類型以及特點

1.1 余熱鍋爐的類型及應用形式

余熱鍋爐主要以工藝氣體和煙道氣體中存在的顯性熱效能、固體余熱交換后排氣顯熱和固體輻射熱等作為主要回收對象。針對具體的工藝設備性質可以將余熱鍋爐分為兩類，一類即通過冷卻工作生產中產生的氣體，在滿足工藝要求的同時也實現(xiàn)了余熱回收；另一類是為工業(yè)生產節(jié)能進行熱回收。針對余熱鍋爐應用場合，可以將其分為燒結余熱鍋爐、水泥窖余熱鍋爐、合成氨余熱鍋爐等。如果從水循環(huán)方式方面可以將余熱鍋爐分為自然循環(huán)和強制循環(huán)余熱鍋爐。當前各工業(yè)爐窯上多采用水管式余熱鍋爐，這類鍋爐有利于回收高壓余熱氣體，對于回收高氣壓、高蒸發(fā)率和高傳熱效率的工業(yè)廢氣具有較好的適用性。

1.2 余熱鍋爐的特點

相較于常規(guī)鍋爐，余熱鍋爐沒有相應燃燒裝置，而且對載熱介質和來源沒有統(tǒng)一要求，其在材料和受熱面布置方面與工業(yè)鍋爐存在較大的差別。余熱鍋爐多設置在工業(yè)生產工藝過程的各個部位，工作環(huán)境較為復雜，這也對余熱鍋爐的安全性和穩(wěn)定性具有較高的要求。工業(yè)廢氣具有高溫和高壓的特點，部分工業(yè)廢氣還具有易爆性和腐蝕性，這就對余熱鍋爐的結構和材料具有特殊的要求。在余熱鍋爐入口處經常會受到較強的冷熱沖擊，這也決定了余熱鍋爐結構設計要具有自身的獨特性。余熱鍋爐結構主要以過熱器和省煤器為主。多會在將過熱器布置在冷卻室的頂棚，通常會采用立式過熱器，這樣更有利于應對惡劣的煙氣和煙塵條件。在余熱鍋爐的尾部設置省煤器，以此來實現(xiàn)能源的高效利用。

2余熱鍋爐腐蝕機理的分析

在余熱鍋爐實際應用中可以發(fā)現(xiàn)，其排放的煙氣主要成分為三氧化硫。三氣化硫在余熱鍋爐運行過程中的生成十分復雜。余熱煙氣中氧離子十分活躍，而且在余熱爐膛內，在高溫輻射作用下氧氣、二氧化碳和其他金屬氧化物都會分解出離子，這就加快促進了二氧化硫的轉化。三氧化硫的增多與溫度條件息息相關，當溫度條件相同時，壓力越高三氧化硫也會隨之增加，但當溫度條件在85℃以上時，則不會有三氧化硫產生。這即是說三氧化硫的轉化適宜在低溫條件下進行。余熱鍋爐運行過程中，催化器會對煙氣產生一定的作用，加快促進了煙氣中二氧化硫向三氧化硫的轉化。三氧化硫與余熱鍋爐煙氣中的水蒸氣易發(fā)生反應，形成硫酸蒸汽，腐蝕鍋爐受熱面。由于煙氣中水蒸氣露點較低，金屬壁溫度高于水露瞇，這樣在余熱運轉過程中，煙氣中的水蒸氣不會在金屬表面產生凝結，在低溫側面則會出現(xiàn)凝結現(xiàn)象，以此來腐蝕受熱面。當余熱鍋爐排放的煙氣中含有較多三氧化硫時，酸露點溫度會持續(xù)上升，這種情況下，凝結在金屬受熱面的硫酸會對金屬進行腐蝕，而且硫酸溶液、飛灰和冷凝共同作用形成水泥狀物質，導致低溫腐蝕加劇，影響余熱鍋爐性能的有效發(fā)揮。在余熱鍋爐實際運行過程中，其腐蝕速率與鍋爐壁溫、硫酸濃度具有密切的聯(lián)系。

3余熱鍋爐低溫腐蝕的防護措施

余熱鍋爐低溫腐蝕情況的發(fā)生，在具體分析過程中發(fā)現(xiàn)導致低溫腐蝕現(xiàn)象發(fā)生的因素具有一定的特殊性和復雜性，如金屬壁溫、灰分、金屬成本、煙氣氧和硫的含量等都會導致低溫腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。為了能夠有效的低溫腐蝕情況發(fā)生，需要對燃耗進行改善，控制煤粉的質量，通過控制管壁溫度來避免爐膛局部出現(xiàn)過高熱負荷，也可以通過采取一些技術性措施來提高余熱鍋爐的抗腐蝕性能。針對余熱鍋爐低溫腐蝕問題，可以采取以下幾方面的防護措施，以此來確保余熱鍋爐性能的正常發(fā)揮。

3.1提高金屬壁的溫度

余熱鍋爐低溫腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生與金屬壁具有直接的關系，因此在余熱鍋爐運行過程中，可以針對具體情況，當余熱鍋爐煙氣溫度大于酸露點20～30℃時，這種情況下可以通過采取有效的措施來提高金屬壁的溫度，以此來有效的避免低溫腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，實現(xiàn)對余熱鍋爐的有效保護。

3.2有效的應用灰分的價值

灰分是余熱鍋爐運轉過程中影響低溫腐蝕的一項重要因素，能夠吸收冷凝的酸，具有良好的提高壁溫的作用，實際熱阻較大。相關實驗研究顯示，在余熱鍋爐運轉過程中，灰分具有良好的應用價值，能夠有效的降低碳鋼的腐蝕速率。

3.3其他

采取有效控制控制煙氣中的金屬成分的分面、煙氣中氧和硫的含量。同時還要合理確定低溫受熱面的壁溫，有效的降低低溫工作時間，減少低溫腐蝕發(fā)生的機率。另外，也可以通過對低溫受熱面的管道材料進行更換，提高受熱面材料的耐腐蝕性。

4余熱鍋爐的日常維護操作

在對余熱鍋爐進行實際應用時，相關人員應當及時用水位表對水位進行觀察，對出現(xiàn)損壞的水位表及時進行檢修和維護，對出現(xiàn)滴、漏等情況的閥門進行及時檢修和更換，確保余熱鍋爐的穩(wěn)定運行。余熱鍋爐運行中不同班次應當對傳動裝置的靈活性進行定期檢查，確保其工作狀態(tài)滿足余熱鍋爐運行的實際要求，以促進余熱鍋爐實際應用價值的有效發(fā)揮。相關人員應當對余熱鍋爐系統(tǒng)的連接管道法蘭部位的嚴密性進行嚴格且仔細的檢查，若引風機出現(xiàn)劇烈振動時，應當及時停止運行并對其內部葉輪磨損情況進行檢查和調換，不定期對越熱鍋爐的汽壓、水位以及過熱蒸汽量進行檢查，確保其處于正常范圍內。做好高低水位報警器、低水位連鎖裝置以及超溫報警系統(tǒng)等裝置的設置，并定期進行報警連鎖試驗，確保各項裝置的實際使用性能處于正常范圍內，并做好設備的養(yǎng)護工作，以保證余熱鍋爐的穩(wěn)定運行，盡可能減少低溫腐蝕情況的出現(xiàn)。

5結束語

節(jié)能已成為國家得以可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素，在當前能源利用過程中，如果無法實現(xiàn)能源的循環(huán)和高效利用，必然會加劇能源短缺現(xiàn)象的加劇，長些以往，能源必然會快速枯竭。余熱鍋爐的應用，不僅實現(xiàn)了各類余熱源的回收利用，而且在一定程度上提高了一次能源的利用率，對于實現(xiàn)節(jié)能不減排和能源的保護具有非常重要的推動作用。因些需要針對當前余熱鍋爐應用過程中低溫腐蝕問題進行深入研究，并采取積極的防護措施，有效的減少低溫腐蝕發(fā)生的機率，提高余熱鍋爐的應用效果，使其在實際應用過程中發(fā)揮出更重要的作用。

參考文獻

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