动力场锅炉空气预热器腐蚀原因分析.doc

动力场锅炉空气预热器腐蚀原因分析
及延长使用寿命的方法
陈清能

动力场锅炉空气预热器腐蚀原因分析
及延长使用寿命的方法
陈清能
(大连西太平洋石油化工有限公司 116600)
摘要:此文旨在通过分析出动力场锅炉空气预热器腐蚀原因,继而寻求减轻空气预热器腐蚀的方法,以提高锅炉运行的安全性和经济性,实现长周期运行。
关键词:锅炉空气预热器露点腐蚀
动力场空气预热器腐蚀情况:
动力场三台130T/H燃油锅炉从1994年9月试运,1996年6月正式投运以来,空气预热器腐蚀情况相当严重。下表列出空气预热器腐蚀更换情况。
投运日期
开始泄漏时间
更换前泄漏管数
更换时间
再次泄漏时间
再次更换时间
#1炉
上管箱上体

#1炉
上管箱下体


1033

#1炉
下管箱


203


#2炉
上管箱上体

#2炉
上管箱下体


#2炉
下管箱


1245


#3炉
上管箱上体

#3炉
上管箱下体


483

#3炉
下管箱


237



上管箱上体至今未发现腐蚀泄漏情况,下体使用周期是八年左右,下管箱使用周期是四年左右。从空气预热器的外表来看,外表均匀减薄。
空气预热器腐蚀原因分析:
空气预热器腐蚀的主要原因是管壁温度低于酸露点,烟气中硫酸
蒸汽在管壁凝结产生腐蚀,也叫低温腐蚀。
由于锅炉燃料为含硫渣油,硫燃烧后形成SO2,其中一部分会进一步氧化成SO3,SO3与烟气中的水蒸汽结合成为硫酸蒸汽。烟气中水蒸汽开始凝结的温度称为水露点,~,水蒸汽的露点低达45~54℃,一般不易在低温受热面发生结露,但如果凝结时可能使受热面金属产生氧腐蚀。烟气中硫酸蒸汽开始凝结的温度称为酸露点,烟气中SO3含量越高,酸露点就越高。烟气中硫酸蒸汽本身对受热面金属的工作影响不大,当它凝结在管壁上时,就会对金属产生严重腐蚀。
燃油锅炉酸露点(tl)与折算硫分(szs)成一定关系曲线,此曲线由工业试验得出。下表列出几种不同含硫量下锅炉烟气的露点(tl):
sy(%)







szs(%)







tl(℃)
122
125
130
134
137
142
144
其中:szs=4190× sy/Qdy
szs为折算硫分
sy为燃料油应用基含硫量
Qdy为燃料油应用基低位发热量
锅炉设计含硫(sy)-%,相应酸露点为122-125℃,而实际远远高于这个数。2004年停工检修前,%左右, %,相应酸露点高达144
℃;2004年停工检修后,%左右,相应酸露点为134℃。
附图一至附图四分别为锅炉设计工况和三种近年来比较典型的

锅炉运行工况下空气预热器各部位烟气(ty)、空气(tk)、及管壁温度(tb)分布情况,其中,烟气、空气出入口温度为实测值,其余各部位的烟气、空气及所有管壁温度均为计算值。
图一为设计工况:负荷130T/H,sy=%,相应露点122℃。由图可以看出:上管箱整体壁温高于露点,没有腐蚀现象,下管箱几乎整体壁温均低于露点,运行中腐蚀总是存在。
图二为2003年9月4日#2炉运行工况:负荷85T/H,sy=%,相应露点137℃。由图可以看出:上管箱上体整体壁温高于露点,下体空气入口侧壁温低于露点,出口侧高于露点,下管箱整体壁温均低于露点,腐蚀发生在上管箱下体的入口侧和下管箱。
图三为2004年8月18日#3炉运行工况:负荷65T/H,sy=%,相应露点134℃。情况同工况二,腐蚀也发生在上管箱下体的入口侧和整个下管箱。
值得注意的是图四这种工况:2003年6月13日#2炉,负荷75T/H,sy=%,相应露点137℃。右侧排烟温度101℃,热空气温度149℃,而左侧排烟温度162℃,热空气温度202℃,右侧均明显低于左侧。造成此种情况的原因是右侧下管箱堵灰严重,烟气量大大减少,烟温迅速降低,积灰也使空气得到的热量减少,使空气温度远低于