余热锅炉低温腐蚀分析及防护措施

林钷

【摘要】余热锅炉在实际应用过程中有效的提高了燃料燃烧释放的热量的利用率，具有良好的节能性。但是在其表面极易形成液态硫酸而发生腐蚀问题，本文就余热锅炉低温腐蚀机理进行分析和研究，并提出有效的防护措施，仅供相关人员参考。

【关键词】余热锅炉；低温腐蚀；防护措施

所谓余热锅炉，就是指对工业生产过程中的废气、废料以及废液中的余热和可燃物燃烧后的热量进行合理的利用，从而将水加热到一定温度的锅炉。除此之外，能够对烟囱、烟道余热进行回收利用的燃气锅炉以及燃煤锅炉等也称作是余热锅炉。余热锅炉在实际应用过程中，极易出现结露和腐蚀现象，对余热锅炉的实际使用性能产生了严重的影响。在此种情况下，加大力度对余热锅炉低温腐蚀进行分析和研究，具有一定的重要性和必要性。

1 余热锅炉腐蚀机理的分析

就余热锅炉的实际情况来看，余热锅炉实际排放的烟气中存在较多的三氧化硫，且其实际生成机理存在一定的复杂性，氧离子具有一定的活泼性，在余热烟气中的作用比较明显。并且氧气、二氧化碳以及其他的金属氧化物会在余热炉膛内部的高温辐射作用下分解出离子，促进二氧化硫的转化。

在相同温度条件下，压力越高，三氧化硫也会随之增多。若温度条件高于85度时，几乎不会产生三氧化硫。因此在低温条件下，对于三氧化硫的转化是非常有利的。余热锅炉多排放的烟气中，催化器会对烟气产生一定的作用，烟气中的部分二氧化硫会转化为三氧化硫。从总体情况来看，余热锅炉的表面温度与积灰厚度存在正比例关系，也就是说，余热锅炉表面的积灰厚度越多，余热锅炉的积灰表面温度越高。三氧化硫与余热锅炉烟气中的水蒸气易形成硫酸蒸汽，会对锅炉受热面产生一定程度的腐蚀，在此种情况下，若管壁温度较低时，管壁上极易出现凝结，硫酸的酸露点温度与烟气中的三氧化硫和水蒸气含量存在着密切的联系。

相关研究资料显示，二氧化硫、三氧化硫按照一定比例进行转化，通常情况下酸露点温度要高于水露点温度，此时三氧化硫与水蒸气含量均在120至140之间。二氧化硫转化成三氧化硫的必要条件就是余热锅炉所排放烟气中过剩氧的存在。烟气中的硫酸蒸汽在温度较低的受热面上极易凝结，凝结的硫酸范围浓度逐渐降低，露点逐渐下降，凝结的硫酸浓度对受热面腐蚀速度影响较大，稀硫酸的腐蚀性较强，在低温阶段容易产生低温黏结灰，促使飞灰和冷凝与硫酸溶液共同作用形成水泥状物质，导致低温腐蚀的情况加剧，对于余热锅炉的实际性能的发挥产生不利影响。烟气流速对实际转化效率也具有重要的影响。

就余热锅炉低温腐蚀进行理论分析，可以发现，烟气中的水蒸气露点比较低，大多处于30度至70度之间，此种情况下，金属壁温高于水露点。那么在余热锅炉运转过程中，烟气中的水蒸气不会在金属壁表面产生凝结，躲在低温段出现凝结，会对受热面产生比较缓慢的氧蚀性。但是若余热锅炉烟气排放过程中所含的三氧化硫较多时，酸露点温度会呈现一定程度的上升，因此，凝结在金属受热面的硫酸能够促使金属出现腐蚀并会粘附烟气中的飞灰，导致一系列的复杂物理-化学反应出现。

在物理-化学反应的基础上，形成具有特殊性质的腐蚀物，导致金属受热面积会变硬，余热锅炉所排放烟气温度下降，导致腐蚀加剧，如此反复的恶性循环，导致严重的腐蚀性裂缝出现，对余热锅炉设备造成严重的损坏。实际凝结酸量，酸浓度以及金属壁温等都会对腐蚀速率产生严重的影响，壁温较高的情况下，金属壁面上凝结的酸量比较小，腐蚀速度较慢，随着壁温的降低，凝结的酸量会逐渐增加，腐蚀速度加快，也就是说，实际腐蚀速率与壁温和算的浓度存在着密切的联系。

2 余热锅炉低温腐蚀的防护措施

就余热锅炉低温腐蚀的总体情况来看，影响低温腐蚀的因素具有一定的复杂性和特殊性，包括金属壁温、灰分以及金属的成分、烟气中的氧含量和硫等。在对余热锅炉低温腐蚀采取防护措施时，可以从以下几方面出发：

2.1金属壁温 针对余热锅炉低温腐蚀的情况，可以结合余热锅炉的实际特点选取有效的防护措施，可以在余热锅炉的烟气温度高于酸露点20度至30度之间时，从而有效的提高金属壁的温度，从而最大程度上避免低温腐蚀的出现。

2.2灰分 灰分是余热锅炉运转过程中影响低温腐蚀的一项重要因素，能够吸收冷凝的酸，具有良好的提高壁温的作用，实际热阻较大。相关实验研究显示，在余热锅炉运转过程中，灰分具有良好的应用价值，能够有效的降低碳钢的腐蚀速率。

2.3其他 除以上提到的两点之外，金属成份的分布以及烟气中的氧含量和硫的多少也会在一定程度上影响余热锅炉低温腐蚀。

3 余热锅炉的日常维护操作

在对余热锅炉进行实际应用时，相关人员应当及时用水位表对水位进行观察，对出现损坏的水位表及时进行检修和维护，对出现滴、漏等情况的阀门进行及时检修和更换，确保余热锅炉的稳定运行。余热锅炉运行中不同班次应当对传动装置的灵活性进行定期检查，确保其工作状态满足余热锅炉运行的实际要求，以促进余热锅炉实际应用价值的有效发挥。相关人员应当对余热锅炉系统的连接管道法兰部位的严密性进行严格且仔细的检查，若引风机出现剧烈振动时，应当及时停止运行并对其内部叶轮磨损情况进行检查和调换，不定期对越热锅炉的汽压、水位以及过热蒸汽量进行检查，确保其处于正常范围内。做好高低水位报警器、低水位连锁装置以及超温报警系统等装置的设置，并定期进行报警连锁试验，确保各项装置的实际使用性能处于正常范围内，并做好设备的养护工作，以保证余热锅炉的稳定运行，盡可能减少低温腐蚀情况的出现。

4 结束语

从宏观层面来看，余热锅炉在现代社会发展过程中，具有良好的应用价值，对于实现节能减排、保护能源方面具有重要的推动作用，与社会可持续发展理念相协调。余热锅炉低温腐蚀具有一定复杂性，在此种情况下，应当积极加大力度对低温腐蚀进行分析，并积极采取有效措施，促进余热锅炉的实际应用价值的有效发挥。

参考文献

[1]李登胜，董本万.浅析余热锅炉受热面管腐蚀原因.装备制造技术，2013.

[2]董翔.转炉余热锅炉预防低温腐蚀工艺改进中西部有色金属工业发展论坛.

[3]沈爱军.浅析玻璃窑炉余热锅炉低温腐蚀的原因及应对措施.化学工程与装备，2015.