锅炉引风机中杂质成因分析及维护措施

孙金梅，代 敏，塔来提·米吉提

（中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院，新疆克拉玛依 834000）

0 引言

某电厂有4 台锅炉，每台锅炉配置两台引风机。锅炉燃烧产生烟气，首先经过脱硝装置、脱除烟气中的氮氧化物，然后进入除尘器、除去烟气中的灰尘，最后引风机将烟气送入集合烟气管道、进入烟气脱硫装置。

该电厂引风机2014 年最初安装时振动值为3～4 mm/s，2018 年9 月份3#锅炉两台引风机振动异常，最大时达到20 mm/s左右。经过在线配重动平衡试验，振动大的问题得以消除，两台引风机振动值下降至2.5 mm/s 左右。但运行仅一年后，其中一台引风机再次出现振动大的问题，最大19.5 mm/s，在锅炉高负荷工况下甚至无法正常运行。2019 年8 月锅炉停工检修，检查发现该引风机的蜗壳内有大量粉末结块后的杂质、叶轮上有不规则细小沟槽，引风机出口烟道有严重的腐蚀现象。

下面将根据实验室对引风机内杂质检验数据和运行工况，分析杂质产生的原因并制定后期维护措施。

1 引风机内杂质成分分析

对杂质进行金属、非金属元素分析检测以及灰分测量试验。其中，1#样品为未进行任何处理垢样，2#样品溶于水过滤、烘干后试样，3#样品为水溶后滤液金属元素的检测；样品金属元素分析方法采用RIPP 124—1990，非金属元素分析方法采用SH/T 0656—1998，灰分分析方法采用GB/T 508—1991（表1～表2）。4#样品用于水溶后滤液阴离子浓度的检测（分析方法参照Q/LHY 036—2011），发现滤液中主要含有阴离子SO32-/SO42-、F-和Cl-，检测数据分别为1702.2 mg/L、16.81 mg/L 和35.26 mg/L。

表1 金属元素分析 μg/g

表2 非金属元素分析 %

（1）1#样品中金属元素主要有Fe、Ca、Al、Mg、Na 和Si，还含有少量的Cu、V 和Ni 等。其中，金属元素中Fe 含量约68%，Ca含量约18%，Al 含量约8.5%，Mg 含量约1.3%；非金属的元素中S、O 含量相对较高，灰分值为91.873%。

（2）2#样品的元素构成与1#样品基本相同。其中，Fe 含量占总金属量约80%，Ca 含量约10.9%，Al 含 量约6%，Mg 含量约2.1%。可以检测出的非金属元素中O 含量相对较高，灰分值为92.677%。

（3）杂质可溶物中的金属元素含量大小依次为Ca、Na、Al、Mg 和Fe。经计算，钙盐占63.7%～63.8%，钠盐含量占18.3%～18.4%，铝盐占7.01%～7.02%，镁盐占6.14%～6.15%，铁盐占3.3%～3.4%。

（4）滤液中主要含阴离子有SO32-/SO42-、F-和Cl-。

对以上实验数据进行分析可知，通过金属、非金属元素分析检测以及灰分测量试验，可以判断杂质的主要成分为无机盐和金属氧化物的混合物。其中，铁的氧化物含量最高，杂质中少量水溶性物质主要是钙、钠以及少量铝、镁和铁等的硫酸或亚硫酸盐。

2 引风机内杂质形成原因分析

结合实验室杂质检测数据和引风机运行工况分析，并根据低温露点腐蚀机理，得出引风机出口烟道出现严重低温腐蚀现象的原因主要有4 个。

（1）烟气中含有大量二氧化硫（SO2）和氮氧化物，在经过脱销后，烟气中部分二氧化硫转化成三氧化硫（SO3）。脱硝反应过程中不可避免地存在氨逃逸现象，反应过程中生成的SO3与逃逸的氨反应，会生成硫酸氢铵和硫酸铵，而硫酸氢铵在低温下具有吸湿性，从烟气中吸水后会造成设备的腐蚀。

（2）垢样中的氯离子溶于水蒸汽形成盐酸，也加速设备的腐蚀。另外，当腐蚀物从设备表面脱落后，硬质颗粒有可能会撞击高速旋转的叶轮、在叶轮表面形成沟槽，最后垢样沉积在蜗壳底部。

（3）锅炉停工后引风机会继续运行10 min，以抽出系统内的烟气，随后关闭引风机出口烟气挡板。此时锅炉炉膛、烟道内温度仍较高，剩余高温烟气会沿着设备和工艺管线不断流向低温区域。引风机位于烟气流向的末端、温度最低处，形成烟囱效应，会对引风机产生低温腐蚀。

（4）引风机出口挡板可能存在密封不严的问题，其他运行装置烟气通过脱硫集合烟道反窜至停工装置引风机内，再次产生低温腐蚀。

3 解决措施

通过分析引风机低温腐蚀现象的产生原因，结合生产现状提出以下3 个解决措施。

（1）利用检修期对锅炉引风机出口电动烟气挡板进行检查、维修，确保挡板严密性。

（2）停炉后及时将引风机出口挡板至锅炉与燃料烟气连通门间的烟道检查人孔打开，将返窜烟气外排，减少引风机出口挡板返窜烟气量。停炉后将锅炉引风机出口挡板前、后吹扫、放空阀、蜗壳放空阀打开，将引风机出口挡板前检查孔打开，排出返窜烟气及结露凝液。

（3）经与引风机厂家沟通，引风机停机后无明确的盘车规定，如果引风机出口挡板严密，引风机停机后2～3 d 盘车一次即可。如果引风机出口挡板不严，需根据返烟气情况确定盘车周期，严重返烟气时甚至需增加盘车装置。

4 结束语

通过对引风机发生严重的低温结露腐蚀现象分析，认为其主要原因为：锅炉产生的烟气中含有大量SO2和氮氧化物，在进入脱硝系统后，SO3会与烟气中逃逸的氨发生反应，生成硫酸氢铵和硫酸铵，当烟气温度低于其露点时，凝结在引风机叶轮及蜗壳、引风挡板门等金属表面，导致设备表面腐蚀，使引风机振动较大、无法高负荷运行。另外，锅炉运行周期短、装置开停工频繁、液氨浓度和系统温度波动大等，也会加重设备的低温结露腐蚀现象。