張林香

太原鍋爐集團(tuán)有限公司 山西太原 030000

1 余熱鍋爐的特點(diǎn)

相較于常規(guī)鍋爐，余熱鍋爐沒(méi)有相應(yīng)燃燒裝置，而且對(duì)載熱介質(zhì)和來(lái)源沒(méi)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(shè)置在工業(yè)生產(chǎn)工藝過(guò)程的各個(gè)部位，工作環(huán)境較為復(fù)雜，這也對(duì)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(diǎn)，部分工業(yè)廢氣還具有易爆性和腐蝕性，這就對(duì)余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)和材料具有特殊的要求。在余熱鍋爐入口處經(jīng)常會(huì)受到較強(qiáng)的冷熱沖擊，這也決定了余熱鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要具有自身的獨(dú)特性。余熱鍋爐結(jié)構(gòu)主要以過(guò)熱器和省煤器為主。多數(shù)將過(guò)熱器布置在冷卻室的頂棚，通常會(huì)采用立式過(guò)熱器，這樣更有利于應(yīng)對(duì)惡劣的煙氣和煙塵條件。在余熱鍋爐的尾部設(shè)置省煤器，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。

2 余熱鍋爐低溫腐蝕機(jī)理

余熱鍋爐低溫腐蝕的特點(diǎn)是均勻腐蝕，它使管壁厚度逐漸減薄以至破裂。當(dāng)進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣中含有較多二氧化硫時(shí)，其中一部分二氧化硫進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫氣體不會(huì)或者輕微對(duì)金屬造成腐蝕，但當(dāng)煙氣進(jìn)入省煤器后，由于省煤器區(qū)域溫度較低，三氧化硫與煙氣中的水蒸氣結(jié)合生成硫酸蒸汽，隨著煙氣的流動(dòng)管壁溫度的進(jìn)一步降低，當(dāng)管壁溫度降至硫酸蒸汽的露點(diǎn)溫度時(shí)，硫酸蒸汽逐漸凝結(jié)在管壁上，產(chǎn)生強(qiáng)烈的低溫露點(diǎn)腐蝕，生成FeSO4,FeSO4在煙灰沉積物的催化作用下與煙氣中的二氧化硫和氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成Fe2（SO4）3，而Fe2（SO4）3在二氧化硫向三氧化硫轉(zhuǎn)化過(guò)程中有催化作用，可大大加速二氧化硫向三氧化硫的轉(zhuǎn)化。低溫腐蝕形成的腐蝕層容易脫落，而煙氣的沖刷使得管壁的腐蝕層脫落并在其上形成新的腐蝕層，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中，由于低溫腐蝕的原因，管壁不斷減薄，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成爆管泄露。在余熱鍋爐運(yùn)行時(shí)生成三氧化硫的過(guò)程是非常的復(fù)雜的。在余熱鍋爐運(yùn)行時(shí)催化器的作用也會(huì)對(duì)煙氣產(chǎn)生一定的影響，促進(jìn)煙氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的速度。

3 余熱鍋爐低溫腐蝕預(yù)防措施

3.1 灰分的利用

（1）在煙道增設(shè)螺旋管件，減少煙灰沉積物，使煙氣在管內(nèi)的流動(dòng)由軸向平行流動(dòng)變?yōu)檩S向旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的煙氣有效地?fù)羝屏藷煔獾膶恿鞲矫鎸?，煙氣由層流變?yōu)橐欢ǔ潭鹊奈闪鳎岣吡藷煔鈱?duì)管子的傳熱系數(shù)，并且大部分煙層尚未與管子接觸就被分離沉積下來(lái)，即使有一些松散的積灰附著于管壁上，也很容易用機(jī)械方式消除。

（2）減小漏風(fēng)量和過(guò)量空氣系數(shù)。增大鼓風(fēng)機(jī)的功率會(huì)使煙氣中的氧氣含量增加，勢(shì)必會(huì)使揮發(fā)分燃燒后煙氣中三氧化硫生成量增加。因此揮發(fā)分管道漏風(fēng)和送入焚燒爐爐膛的空氣都是導(dǎo)致三氧化硫生成量增加的重要因素，所以減少煙道漏風(fēng)量尤其是監(jiān)控好煙道連接處的漏風(fēng)情況，選擇匹配的鼓風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速以控制好焚燒爐風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量可以有效的避免低溫腐蝕[1]。

3.2 提高金屬壁的溫度

金屬壁的溫度直接影響余熱鍋爐的腐蝕現(xiàn)象，所以在余熱鍋爐中根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)牟扇〈胧⒔饘俦诘臏囟忍岣呖梢员苊獾蜏馗g現(xiàn)象的發(fā)生，可以達(dá)到較好的對(duì)余熱鍋爐的保護(hù)效果。

3.3 控制余熱鍋爐積灰

（1）提高省煤器的進(jìn)水溫度。將省煤器進(jìn)水與蒸汽提前預(yù)混，使得煙氣中硫酸的露點(diǎn)溫度低于省煤器受熱面壁溫，可以有效的切斷低溫腐蝕的化學(xué)反應(yīng)條件以消除積灰。馮春艷在文獻(xiàn)中經(jīng)過(guò)理論計(jì)算后指出：鍋爐排煙溫度每上升20℃，鍋爐熱效率將下降1%。實(shí)踐表明：提高省煤器進(jìn)水溫度是減輕低溫腐蝕和減少積灰的一個(gè)方法，但是這種方法必須要有余熱鍋爐的停爐保護(hù)和必要的吹灰措施作為技術(shù)支持，否則該方法弊端也非常明顯。

（2）保持受熱面的清潔。合理布置吹灰器，采用振動(dòng)、振打的方法及時(shí)清除積灰。

（3）采用耐腐蝕材料。在容易產(chǎn)生化學(xué)腐蝕的受熱面涂覆耐腐蝕材料的同時(shí)使余熱鍋爐受熱面壁溫處于合適的溫度范圍內(nèi)，使其數(shù)值大于硫酸露點(diǎn)溫度；在清灰困難的部位、煙氣流動(dòng)的渦流區(qū)及停滯區(qū)采取局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施或涂保護(hù)層。

3.4 余熱鍋爐的日常維護(hù)操作

在對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)用水位表對(duì)水位進(jìn)行觀察，對(duì)出現(xiàn)損壞的水位表及時(shí)進(jìn)行檢修和維護(hù)，對(duì)出現(xiàn)滴、漏等情況的閥門(mén)進(jìn)行及時(shí)檢修和更換，確保余熱鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。余熱鍋爐運(yùn)行中不同班次應(yīng)當(dāng)對(duì)傳動(dòng)裝置的靈活性進(jìn)行定期檢查，確保其工作狀態(tài)滿足余熱鍋爐運(yùn)行的實(shí)際要求，以促進(jìn)余熱鍋爐實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的有效發(fā)揮。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)余熱鍋爐系統(tǒng)的連接管道法蘭部位的嚴(yán)密性進(jìn)行嚴(yán)格且仔細(xì)的檢查，若引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)劇烈振動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)停止運(yùn)行并對(duì)其內(nèi)部葉輪磨損情況進(jìn)行檢查和調(diào)換，不定期對(duì)越熱鍋爐的汽壓、水位以及過(guò)熱蒸汽量進(jìn)行檢查，確保其處于正常范圍內(nèi)[2]。做好高低水位報(bào)警器、低水位連鎖裝置以及超溫報(bào)警系統(tǒng)等裝置的設(shè)置，并定期進(jìn)行報(bào)警連鎖試驗(yàn)，確保各項(xiàng)裝置的實(shí)際使用性能處于正常范圍內(nèi)，并做好設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作，以保證余熱鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，盡可能減少低溫腐蝕情況的出現(xiàn)。

3.5 其他

采取有效措施控制煙氣中的金屬成分、煙氣中氧和硫的含量。同時(shí)還要合理確定低溫受熱面的壁溫，有效降低低溫工作時(shí)間，減少低溫腐蝕發(fā)生的機(jī)率。另外，也可以通過(guò)對(duì)低溫受熱面管道材料進(jìn)行更換，提高受熱面材料的耐腐蝕性。

總之，余熱鍋爐在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，極易出現(xiàn)結(jié)露和腐蝕現(xiàn)象，對(duì)余熱鍋爐的實(shí)際使用性能產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。因此加大力度對(duì)余熱鍋爐低溫腐蝕進(jìn)行分析和研究，具有一定的重要性和必要性，需要引起我的重視。