【摘 要】通過對(duì)空氣預(yù)熱器發(fā)生低溫腐蝕的機(jī)理及影響因素的分析，總結(jié)出空氣預(yù)熱器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)低溫腐蝕的危害和預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】空氣預(yù)熱器；低溫腐蝕；措施

為充分利用煙氣余熱，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率，鍋爐的尾部都加裝了空氣預(yù)熱器。但是作為鍋爐尾部的空氣預(yù)熱器，通常是含有水蒸汽和硫酸蒸汽的低溫?zé)煔鈪^(qū)域，工作條件比較惡劣，容易出現(xiàn)低溫腐蝕和堵灰。造成煙氣通道堵塞，引風(fēng)阻力增大，鍋爐正壓燃燒。腐蝕的結(jié)果會(huì)造成空氣預(yù)熱器管子泄漏損壞，造成嚴(yán)重漏風(fēng)，引起燃燒工況惡化。冷空氣進(jìn)入煙氣側(cè)，還會(huì)降低煙溫，加速低溫腐蝕及堵灰的速度，從而影響鍋爐安全運(yùn)行。因此空預(yù)器的運(yùn)行和維護(hù)對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行至關(guān)重要。

1.空氣預(yù)熱器低溫腐蝕原因

造成鍋爐尾部受熱面低溫腐蝕的原因有兩點(diǎn)：（1）煙氣中存在著三氧化硫；（2）受熱面的金屬壁溫低于煙氣中的酸露點(diǎn)溫度。

鍋爐燃料中或多或少的都含有硫。當(dāng)燃用含硫量較多的燃料時(shí)，燃料中的硫份在燃燒后，大部分變成二氧化硫，在一定條件下其中的少部分進(jìn)一步氧化成三氧化硫氣體。三氧化硫氣體與水蒸汽能結(jié)合成硫酸蒸汽，其凝結(jié)露點(diǎn)溫度高達(dá)120℃以上，露點(diǎn)溫度越高，煙氣含酸量愈大，腐蝕堵灰愈嚴(yán)重。當(dāng)空氣預(yù)熱器管壁溫度低于所生成的硫酸露點(diǎn)時(shí)，硫酸就在管壁上凝結(jié)而產(chǎn)生腐蝕，叫做低溫腐蝕。金屬壁面被腐蝕的程度取決于硫酸凝結(jié)量的多少，濃度的大小和金屬壁面溫度的高低。硫酸象一層膠膜，一面粘在管壁上腐蝕，一面不斷粘著煙灰，形成多種硫酸鹽，并逐漸增厚，這就是低溫式結(jié)渣。

煤中含硫量的多少，影響鍋爐排煙溫度的選取。同時(shí)，鑒于對(duì)鍋爐排煙熱損失與防止尾部受熱面低溫腐蝕等因素的綜合考慮，目前，裝有空氣預(yù)熱器的鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度一般為160～190℃。事實(shí)上，由于某些單位使用蒸汽時(shí)負(fù)荷變化較大，或長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行，引起操作不當(dāng)，增加大量過?？諝猓辉O(shè)備失修，不及時(shí)清灰等原因而造成排煙溫度長(zhǎng)期低于140℃，即煙氣露點(diǎn)之下。

從整個(gè)爐體煙氣流程來講，空氣預(yù)熱器煙氣通道截面較小，阻力較大，因此增加了形成堵灰結(jié)渣的可能性。當(dāng)松散性積灰在管內(nèi)粘附時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，就可能由松散轉(zhuǎn)為緊密性的積灰，因?yàn)橛械姆e灰可能吸附煙氣中的二氧化硫、三氧化硫和水蒸汽，使積灰生成硫酸鹽和亞硫酸鹽，由于這些鹽類的生成致使松散性積灰轉(zhuǎn)變?yōu)榫o密性積灰。這些積灰與空氣預(yù)熱器內(nèi)管壁作用生成硫酸鐵和亞硫酸鐵，就更增加了積灰結(jié)渣的牢固性。上述積灰性質(zhì)的變化，首先發(fā)生在逆流式空氣預(yù)熱器冷端（進(jìn)風(fēng)口一側(cè)）的管內(nèi)壁上，原因是此處低溫空氣與低溫?zé)煔獾臒峤粨Q處，其管壁溫度較低，所以腐蝕和堵灰往往從管子冷端逐漸向熱端延伸，且多積聚在煙氣流速較低的四周死角。當(dāng)鍋爐開爐停爐頻繁而積灰結(jié)渣又沒有得到及時(shí)清除時(shí)，腐蝕和積灰的速度必然加快。

2.預(yù)防空氣預(yù)熱器低溫腐蝕的措施

為防止空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕堵灰，可從幾個(gè)方面采取措施：

（1）在燃料及燃燒產(chǎn)物方面可從燃料及煙氣中除硫，防止三氧化硫的產(chǎn)生，以降低煙氣的露點(diǎn)溫度。根本措施是從燃料及煙氣中除硫，從目前來看，技術(shù)尚不成熟，實(shí)際應(yīng)用難度很大。只能對(duì)煤碳的含硫指標(biāo)，嚴(yán)格化驗(yàn)，嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格控制或根本不購(gòu)入高硫份的煤炭，以減小對(duì)空預(yù)器腐蝕程度。在燃煤場(chǎng)應(yīng)對(duì)不同煤種進(jìn)行混合配煤工作，防止高硫燃料集中進(jìn)入鍋爐。

（2）在鍋爐運(yùn)行過程中，盡量降低過?？諝饬?，減少煙氣中的過剩氧，能顯著降低三氧化硫的生成量，相應(yīng)的煙氣露點(diǎn)溫度也降低了，這樣也就減少了低溫受熱面腐蝕的可能性。一般情況下燃燒室過?？諝庀禂?shù)的臨界量約為1.05，低于此數(shù)對(duì)降低低溫腐蝕有顯著作用。煙氣中SO2進(jìn)一步氧化成SO3是在一定條件下發(fā)生的，爐膛火焰中心溫度越高，過量空氣越多，生成的SO3就會(huì)越多。因此，要求運(yùn)行人員精心操作，合理配風(fēng)，使燃燒狀態(tài)最佳，減少SO3的生成。

（3）采用提高低溫受熱面的壁面溫度或使壁面溫度避開煙氣嚴(yán)重腐蝕區(qū)域的辦法。適當(dāng)提高排煙溫度提高鍋爐的排煙溫度，可以相應(yīng)提高空氣預(yù)熱器的壁溫，對(duì)大多數(shù)燃料要求壁溫達(dá)到105℃，可避免或減輕腐蝕。如提高空氣預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)溫度或提高省煤器入口水溫皆可。要減少或避免鍋爐低負(fù)荷或超負(fù)荷運(yùn)行鍋爐低負(fù)荷 運(yùn)行必然造成排煙溫度降低到煙氣露點(diǎn)以下，引起空氣預(yù)熱器管壁腐蝕。當(dāng)鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，給煤量及排煙量均相應(yīng)加大，預(yù)熱器難以適應(yīng)煙塵排量驟增的要求，煙氣阻力增大，就會(huì)發(fā)生管內(nèi)積灰堵塞現(xiàn)象。但提高排煙溫度雖可使腐蝕減輕，卻增加了排煙熱損失，使鍋爐經(jīng)濟(jì)性降低?，F(xiàn)代機(jī)組都采取提高空預(yù)器入口空氣溫度的辦法來解決低溫腐蝕問題，即在送風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)出口與空預(yù)器之間安裝暖風(fēng)器，利用汽輪機(jī)抽汽來加熱冷風(fēng)，使空氣溫度升高30～50℃后，再送入空預(yù)器。這是一種較好的方法，但必須保證暖風(fēng)器系統(tǒng)長(zhǎng)期安全運(yùn)行，控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)可靠。應(yīng)當(dāng)注意的是暖風(fēng)器一旦損壞只能在機(jī)組停運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)或大修工作中更換，因此，必須搞好運(yùn)行和維護(hù)，決不能因設(shè)備缺陷而使暖風(fēng)器長(zhǎng)期解列，造成空預(yù)器低溫腐蝕。

（4）改變受熱面的布置方式如采用臥置管式空氣預(yù)熱器。臥置管式空氣預(yù)熱器，煙氣在管外沖刷，空氣在管內(nèi)流動(dòng)。臥式與立式相比較，在同樣的煙氣和空氣進(jìn)口溫度下，一般可提高壁溫10～30℃。

（5）改變傳熱方式。在常見的空氣預(yù)熱器中，為了達(dá)到使用較少的受熱面積而得到較高的預(yù)熱空氣溫度，一般均采用逆流布置方式。為了防止空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕，可將逆流傳熱改為順流傳熱方式或先順流后逆流傳熱方式。兩者均可以相應(yīng)提高空氣預(yù)熱器低溫段的金屬壁溫。

（6）加強(qiáng)空氣預(yù)熱器的清灰工作 掌握積灰規(guī)律，定期除灰。既可增大煙氣流通面積，減少煙氣阻力，又相應(yīng)減少受熱面的腐蝕。因?yàn)闊煔饬鬟^對(duì)流受熱面時(shí)，SO2會(huì)在某些催化劑（如鋼管表面的Fe2O3膜，受熱面管子上沉積物或燃油時(shí)可能出現(xiàn)V2O5等）的作用下生成SO3。

（7）裝設(shè)蒸汽吹灰和水清洗裝置，定期對(duì)空預(yù)器進(jìn)行清掃，以保證蓄熱元件不積灰、堵灰，防止受到粘污而造成低溫腐蝕。

（8）利用防腐材料制作空氣預(yù)熱器。經(jīng)常使用的空氣預(yù)熱器有用硼硅玻璃管制作的和用鑄鐵管制作的。