浅析火电厂锅炉尾部受热面低温腐蚀及防护措施

蔡健辉

摘要：近来，许多电力公司出现了锅炉尾部受腐蚀的现象，其主要原因就是低温露点腐蚀，因此，对锅炉的低温腐蚀进行研究有一定价值。文章针对火电厂锅炉尾部受热面低温腐蚀这一现象进行分析，提出相应的防护措施，从而提高整个社会的效益。

关键词：火电厂；锅炉尾部；低温腐蚀；防护措施

中图分类号：TK224 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）29-0052-02

近来，许多电力公司出现了锅炉尾部受腐蚀的现象：在节约能源的号召下，徐州天能姚庄热电力公司把原有的耗能大的燃煤型锅炉，更换为耗能相对较小的焦炉煤气锅炉，但是在投入使用一年后，3台省煤器和炉空预器都不同程度地受到了损坏，经过详细的检查，最终得出结论，其主要原因就是低温露点腐蚀；某火电厂的热点联合车间有3台高压炉和中压炉，在运行一段时间后，发现存在着一个严重的问题，就是一直提不上风压来，即使加大送风机的电流，大开送风机风门，也无济于事，后来经过检查，其原因也是低温露点腐蚀造成的预热器的严重腐蚀，从而导致漏风增大。因此，对锅炉的低温腐蚀进行研究，是有一定价值的。

1 锅炉尾部低温腐蚀的原因

首先我们应该明白什么是低温腐蚀。一般的，把发生在锅炉尾部受热面的腐蚀做低温腐蚀。低温腐蚀常常会发生在空气预热器的尾部，但这不是绝对的，在引风机、铁皮烟道以及省煤器等地方也可能发生。

锅炉的低温腐蚀一般是由酸性物质引起的。首先，在燃煤时会产生二氧化碳，在遇到水后会形成碳酸，但是由于碳酸是一种非常容易挥发的物质，因此常常不能受到人们的重视，最终使锅炉尾部受到严重的低温腐蚀。但是，碳酸的腐蚀只是低温腐蚀的一个小方面，锅炉尾部的低温腐蚀主要还是硫酸以及三氧化硫的腐蚀。在煤中含有大量的硫，燃烧后会形成二氧化硫，经过与锅炉内的氧气反应，形成三氧化硫，再与水蒸气结合生成含有硫酸的雾气，当这种雾气的露点增大升高，并且受热面壁的温度低于露点时，这种雾气就会液化成硫酸，附着在金属管壁上，对其进行腐蚀。

一般燃煤锅炉的低温腐蚀都是这个原理，近年来的火电厂出现了燃气的锅炉，这种锅炉的低温腐蚀也是由酸性物质引起的，其原理与上述碳酸的形成是一样的，由天然气燃烧形成二氧化碳，再与水结合形成碳酸。

2 影响低温腐蚀的因素

2.1 燃烧物的含硫量

硫酸的生成量与燃料的含硫量有着密不可分的关系，一般情况下，含硫量越高，二氧化硫越容易生成。经过试验证明，当煤炭的含硫量超过百分之一时，所形成的二氧化硫就已经超过了锅炉尾部承受腐蚀的最低限度，不仅如此，此时露点的温度已经超过130℃，这时含硫酸的雾气更容易液化，造成严重的腐蚀现象。

2.2 锅炉内的含氧量

正如上面所论述的，单独的硫是不会造成任何腐蚀的，首先需要与氧进行化学反应。氧气又是锅炉内进行燃烧的必要条件，因此，过剩氧的含量是影响硫酸形成的重要因素。经试验得知，当过剩氧的含量低于1.1时，露点的生成概率将会迅速下降。所以，低氧燃烧是避免锅炉尾部低温腐蚀的有效措施。

2.3 锅炉内的燃烧状况

在锅炉内，随着火焰温度的升高，其中氧的浓度会越来越高，与之相应的形成的三氧化硫也就越来越多。此外，燃料的燃烧情况也会对三氧化硫的生成产生影响。一般情况下，当燃料燃烧得越充分，即燃料与空气混合得越好，所生成的三氧化硫也就越少。这主要是因为，当燃烧不充分时，会生成过剩氧，从而形成大量的三氧化硫。

3 低温腐蚀的防治措施

既然已经了解了影响低温腐蚀的因素，那么总结出防治低温腐蚀的措施也是顺理成章的事。

3.1 对燃料进行脱硫处理

对燃料进行脱硫处理，只是针对烧煤的火电厂而言。有了硫，才会在锅炉里形成酸性物质硫酸，因此为了从根本上消除硫酸的生成，最有效的方法就是减少硫的摄入量。对煤炭进行脱硫处理，是一种釜底抽薪的做法。但是应该注意的是，火电厂在对煤炭进行脱硫处理结束之后，不能对废水随便处理，否则会造成二次污染。对废水的处理首先要注意的，必须根据相关政策、法规的要求进行，其次还要树立再循环、再使用的观念，可以对废水进行再处理，以获取其中的硫，使其继续创造经济价值。此外，在燃料选择时，要严格把握含硫指标，从而降低处理成本和对环境的污染。

3.2 降低氧气含量

如前所说，锅炉内氧气的含量是促使二氧化硫转化为三氧化硫的重要因素。烟气含氧量的高低，是由锅炉内的过量空气系数所决定的，系数越高，游离在空气中的氧气分子就越多，低温腐蚀的概率就越高。降低过剩氧的含量，不仅能够降低露点的温度、减少低温腐蚀的现象，还能提高锅炉燃烧效率、减少热损失。因此，应该在燃烧前，对锅炉内的过量空气系数进行详细的检测，并且在燃烧过程中，也要不时地进行检测，从而保证系数一直控制在规定的范围内。

3.3 提高受热面的壁温

含有硫酸的雾气，只有在其温度高于受热面壁温时，才会发生液化现象。因此提高壁温，使其高于雾气露点，是减少低温腐蚀的一个重要方法。但是，不能把壁温无限地提高，因为负荷和壁温会变化不均，一般情况下，会把壁温调到比烟雾露点高5℃～10℃。在锅炉系统中，存在着三个温度，烟气温度、管壁温度和锅水温度，其大小关系是：烟气温度>管壁温度>锅水温度，因此，为了提高管壁温度，应该适当地控制住烟气温度，选择合适的排烟

温度。

3.4 提高锅炉的出水温度

由于供热系统一般是由多台锅炉并联运行来完成作业的，为了符合供暖的温度要求，通常情况下，都是减少参加系统运转的锅炉数量来实现的。应该注意的是，参加运行的锅炉的出水温度应该设定得比较高，较高的出水温度使炉腔内的温度显著提高，烟气的露点温度将会低于锅炉出烟温度，从而可以减少锅炉受到低温腐蚀的现象。

3.5 使用添加剂

由于造成低温腐蚀的“元凶”是硫酸等酸性物质，因此为了防止低温腐蚀的危害，可以向锅炉内添加一些碱性的添加剂，用来中和酸性物质。同时，由于氧气也是形成硫酸的必备条件之一，所以在高温条件下能与氧发生化学反应的物质，也是合适为添加剂的。一些常见的添加剂如：固体类有镁石、白云石、硅、锌粉和硼等的氧化物，液体类有氯化镁的水溶液，气体类有氮气等。虽然在锅炉里加添加剂会有效地防止锅炉尾部的低温腐蚀现象的发生，但是不同的添加剂在不同的环境下，它的效果会发生明显的变化，这就要求在使用时，一定要根据具体情况，来做到合理、有效。

3.6 尽量使用抗腐蚀的材料

为了减少低温腐蚀的危害，现在我国有不少火电厂，在锅炉中易遭受低温腐蚀的部分，诸如空气预热器中，使用新型、不易遭受腐蚀的材料代替原来使用的普通钢管，同时提高出烟温度，低温腐蚀就不易发生。就预热器而言，常用的有玻璃管式的和热管式的，这种预热器阻力小、体积小、抗腐蚀能力强，并且使用寿命比较长。

4 结语

总之，解决锅炉尾部的低温腐蚀问题，首先要从源头，即燃料做起，一定要想方设法降低燃料的含硫量，对煤炭的含硫指标严格把关，千万不能只是头疼医头、脚痛医脚；其次要控制锅炉里硫酸的生成条件。双管齐下，才能收到好的效果。防止锅炉受热面的低温腐蚀问题，不仅具有提高生产效率、降低生产和维修成本等经济效益，而且还能更好地满足社会需要等社会效益，因此一定要通过总结各种成功和失败的经验，以负责的态度，研究、实施各种防治办法。

参考文献

[1] 韩明杰，刘金敬.燃气锅炉尾部受热面低温腐蚀的原

因及预防措施[J].冶金动力，2008，（4）.

[2] 王波.锅炉尾部受热面低温腐蚀的原因及预防措施

[J].中氮肥，2008，（4）.