空气预热器腐蚀积灰问题探讨(新版)
防止空气预热器露点腐蚀措施
收稿日期:２０２２Ｇ０２Ｇ１６.作者简介:袁文忠,男,１９９１年毕业于抚顺石油学院化工机械专业,学士学位,长期从事设备管理工作,高级工程师.E m a i l :z j _y u a n w e n z h o n g ＠r o n g Ｇs h e n g．c o m .防止空气预热器露点腐蚀措施袁文忠(宁波中金石化有限公司,浙江宁波３１５２０４)㊀㊀摘㊀要:空气预热器常因发生露点腐蚀问题而影响其使用寿命.文章介绍了低温露点腐蚀机理和防止空气预热器露点腐蚀的改进方法.采用抗腐蚀材料和涂层技术可减缓腐蚀;烟气脱硫以及控制预热器冷端金属表面温度高于露点温度可防止发生腐蚀.某公司实测燃气火焰加热炉露点温度７８ħ,并以此作为控制预热器冷端温度依据.该公司应用 ９５＋超净高效工业炉技术 和 复合相变换热器余热回收技术 两项新技术防止露点腐蚀,取得良好效果.关键词:空气预热器㊀露点腐蚀㊀排烟温度㊀节能d o i :１０．３９６９/j．i s s n ．１００６－８８０５．２０２２．０３．０１０１㊀腐蚀机理空气预热器是通过高温烟气将燃烧用空气加热的传热设备,是余热回收系统中的薄弱环节,其使用寿命往往因露点腐蚀问题达不到设计要求.造成空气预热器低温露点腐蚀的原因有两点,一是烟气中存在S O ３,二是受热面金属壁温低于烟气中的酸露点温度.燃料中或多或少都含有S ,其燃烧后生成S O ２及少量S O ３,在高温或有原子O 的情况下,一部分S O ２也可被氧化成S O ３,S O ３与烟气中的水蒸气结合成硫酸(H ２S O ４)蒸气.H ２S O ４蒸气本身对受热面金属的传热影响不大,但当受热面的金属壁温低于酸露点时,含有H ２S O ４的蒸气就会在受热面上凝结成含有H ２S O ４的液体,对受热面产生严重腐蚀,很短时间内就可造成空气预热器腐蚀泄漏.泄漏会造成空气预热器漏风,而漏风又会使烟气温度进一步降低,从而加速腐蚀,形成恶性循环.当烟气中的含尘量很高或烟气中掺杂有不充分燃烧的高粘度聚合物时,随着烟气在预热器出口处温度和速度的降低,烟气中的灰尘或聚合物就会逐渐沉积到换热管的管壁和翅片上.低温区域所形成的H ２S O ４冷凝液可吸附大量粘度大㊁附着力强的烟灰.这些粘性灰尘吸附在预热器管壁上,则会影响传热,进一步扩大低温区域.受热面堵灰和腐蚀相互促进,堵灰会使传热减弱㊁受热面金属壁温降低,进而加速腐蚀过程.低温区域露点腐蚀速度极快,严重时空气预热器管壁在３~４个月内就可能发生腐蚀穿孔,导致工业炉热效率下降,甚至被迫停工㊁检修,造成重大经济损失ʌ１Ｇ２ɔ.２㊀常规空气预热器防腐措施空气预热器主要有管式㊁板式㊁铸铁板式三种型式.管式空气预热器通常采用搪瓷㊁０９C r C u S b(N D 钢)防腐.板式空气预热器采用不锈钢材质,有抗露点腐蚀作用,但有容易结垢㊁堵塞的缺点.为减缓空气预热器露点腐蚀,尽可能回收烟气热能,某公司曾经将燃气加热炉排烟温度控制在夏季ȡ１３５ħ㊁冬季ȡ１５０ħ.在实际生产中,即使排烟温度高于烟气露点温度,也仍有腐蚀产生.对于逆流式空气预热器,其泄漏多数情况是从冷端开始的,即冷空气进口㊁烟气出口处(见图１)ʌ１ɔ.这是由于空气入口温度较低,使得靠近空气入口区域的预热管壁温度仍低于烟气露点温度,造成局部露点腐蚀.当换热的空气与烟气量相匹配时,粗略估算此处管壁平均温度约为冷热流体温度的平均值.保证此处的最低平均壁温高于烟气露点温度,则可以防止露点腐蚀ʌ３Ｇ４ɔ.提高低温受热面壁温,使之高于烟气露点,使H ２S O ４蒸气不能在金属表面凝结,就不会发生腐蚀.提高金属壁温的办法有两种,一是提高排烟温度,二是提高预热器入口空气温度.提高排烟腐蚀与防护㊀㊀石油化工设备技术,２０２２,４３(３) ５２P e t r o c h e m i c a l E q u i p m e n tT e c h n o l o g y温度可采用冷空气旁路的方法.该方法在增加排烟热损失㊁避免冷端露点腐蚀的同时却会降低工业炉运行的经济性.提高空气预热器入口冷空气温度可采用热风再循环(从空气预热器出口处引出部分热空气与入口处冷空气混合)或前置预热器(用装置余热与冷空气换热)的办法实现ʌ３Ｇ４ɔ.图１㊀空气预热器露点腐蚀区域㊀㊀近１０年来,国内生产大型铸铁板式空气预热器技术有所进步.大型铸铁板式空气预热器传热性能高㊁压降小,具有优良的耐腐蚀性能,在国内管式加热炉领域获得广泛应用.该型空气预热器采用合金铸铁铸造,其化学成分中含有４％~５％C .C 具有一定惰性,阻碍了酸对金属的电化学腐蚀,从而延缓了露点腐蚀进程,可延长预热器使用寿命.因空气预热器露点腐蚀主要发生在低温部位,结合空气预热器特点,工业设计中也有高温段㊁铸铁板组合式结构.采用组合式结构时,高温烟气先通过高温段空气预热器,降低温度后再进入铸铁板式空气预热器;或空气先通过铸铁板式空气预热器,再进入高温段空气预热器.某公司２０１５年新建的加热炉中有２台焦化炉采用前置换热器＋管式换热器组合结构,将空气在前置换热器中用热水加热至６０ħ后再进入管式空气预热器.管式空气预热器材质为碳钢(烟气温度低于２００ħ部位的热管采用烟气侧镀搪瓷处理).其他９台工艺加热炉采用管式＋铸铁板组合式空气预热器.空气预热器设计参数见表１.表１㊀空气预热器设计参数㊀㊀实际运行过程中,排烟温度控制在１４０ħ以下时,空气预热器底部会排出凝结水.凝结水中有很多铁锈,pH 值２．９,说明已经发生露点腐蚀.为此,委托岳阳长岭设备研究所对烟气露点温度进行实测,实测值为７８ħ.测试期间环境温度１９ħ,实测排烟温度１４３．１ħ,按最低壁面温度约为空气入口温度与排烟温度之和的一半,估算最低壁面温度约８１ħ,高于露点腐蚀温度.按实３５ ㊀第４３卷第３期袁文忠．防止空气预热器露点腐蚀措施际排烟温度１４３．１ħ㊁露点腐蚀温度７８ħ反推,如果环境温度低于１３ħ时,就会有露点腐蚀发生.由此可见,没有前置预热器的空气预热器防止露点腐蚀,需要根据环境温度对排烟温度做适当调节,以达到既防止露点腐蚀又节能的目的.考虑到铸铁板式换热器本身有一定耐露点腐蚀能力,将排烟温度控制在１４０ħ以上运行,投用６年,未发生空气预热器腐蚀泄漏问题.实测露点温度时,加热炉系统瓦斯组分分析见表２.表２㊀系统瓦斯组分(分析数据)３㊀防止空气预热器露点腐蚀新思路为保证装置连续运行,如何在避免烟气露点腐蚀,保障下游的预热器㊁引风机㊁烟风道等设备正常运行的前提下,进一步降低排烟温度,是加热炉节能技术的发展方向.３．１㊀９５＋超净高效工业炉技术采用某公司开发的 ９５＋超净高效工业炉技术 作为对加热炉系统的改造方案,可将加热炉热效率提高到９５％甚至更高,彻底解决空气预热器露点腐蚀问题.技术方案如下:燃料气经过烟气预热器后被预热至一定温度,进入脱硫反应器进行处理,将燃料气中的总硫含量由１３~１８m g/m ３(标准状态,下同)降至２~５m g/m ３,经过脱硫后的燃料气进入加热炉燃烧,可降低烟气中的S O ３含S 和露点腐蚀温度.高温烟气从对流段排出后分成两股,一股用于加热燃料气,另一股经过高温段空气预热器进行加热,最终两股烟气汇合后由引风机引出,在低温段空气预热器中与空气换热后排入烟囱.换热后,烟气排放温度可降到８０ħ.空气预热器底部有连续明水排放.定期分析水质(电导㊁C l－等),结果显示,其p H 值为６~７,日常直排至含油污水系统.燃烧用空气依次经过鼓风机㊁低温段空气预热器㊁高温段空气预热器,与烟气换热后进入燃烧器燃烧.烟气脱硫流程见图２.图２㊀烟气脱硫流程３．２㊀复合相变换热器余热回收技术某公司一期水煤浆锅炉掺烧石油焦后,存在较多影响锅炉经济运行的瓶颈.由于烟气水分和S 含量高,导致烟气露点温度较高,低温空气预热器腐蚀㊁积灰严重.２０１７年及２０２０年全厂大修时,因低温空气预热器发生低温露点腐蚀,更换了３台锅炉的低温空气预热器,其实际使用寿命只有３年.按相变换热器厂家计算,该公司水煤浆锅炉的烟气露点温度为８６~９０ħ,按排烟温度１５０ħ㊁进口风温２０ħ折算,空气预热器冷风进口端的最低壁面壁温大约为８５ħ(约为空气入口温度与排烟温度之和的一半),稍低于计算露点温度.为了４５ 石㊀油㊀化㊀工㊀设㊀备㊀技㊀术２０２２年㊀防止露点腐蚀,不能降低排烟温度.复合相变换热器余热回收技术是一种用于低温排烟热源回收的技术,即在锅炉尾部烟道和送风机出口风道上各增加１台换热器,将２台换热器用管道相连.当锅炉排放的高温烟气流经烟气换热器时,烟气将热量传递给换热管中的水,使水汽化,汽化过程中吸收大量的热量,使烟气温度降低至１３０~１３５ħ(根据燃料和露点温度可调).水蒸气沿着上升管进入空气换热器,将热量传送给由送风机送过来的进炉空气,将空气加热至７０~８０ħ.水蒸气释放热量后变成冷凝水,又沿着下降管返回烟气换热器,进行新一轮换热,如此反复循环.水作为热媒(中间热载体),通过沸腾吸热和凝结放热将烟气的热量连续地传递给空气.管壁温可利用上升管上的阀门手动/自动调节.相变换热器烟气流程见图３.图３㊀相变换热器烟气流程㊀㊀按烟气Ｇ热水换热器热水入口温度７５ħ㊁排烟温度１２０ħ推算,该处最低金属壁温９７．５ħ,远高于烟气露点温度,有效防止了露点腐蚀.加热后热水汽化再进入热水Ｇ空气预热器,起到了预热空气的作用.热水Ｇ空气预热器不接触烟气,没有烟气低温露点腐蚀的问题.该项目相变换热器烟气侧增加了４３０P a 的阻力损失,但由于排烟温度降低使引风机入口体积流量减小,可抵消流阻约１８０P a ,因此,实际增加阻力２５０P a .因该公司引风机有一定余量,故未产生负面影响.电除尘器除尘效果在较低温度下(１３０ħ)运行较好.为此,需使温度保持在高于露点温度１０~２０ħ作为安全裕量,以避免出现冷凝结露㊁糊板㊁腐蚀和破坏绝缘等情况.因此,在应用复合相变换热器进行节能优化设计后,由于进入电除尘器烟气的温度得到较大幅度降低,会有利于发挥电除尘的效果.因为电除尘器不是换热器件,极板的壁面温度肯定会高于相变换热器的最低壁面温度.假设电除尘器进口烟气温度为１１５ħ㊁散热和漏风率均为２％~３％㊁外界温度为２０ħ,则除尘器出口烟气温度将会高于１１０ħ.由于电除尘器的极板壁面温度总是介于进㊁出口烟气温度之间,所以只要其出口烟气温度高于烟气露点,电除尘器在原则上总是安全的.通过采用复合相变换热器余热回收技术,锅炉排烟温度从１５０~１５５ħ降低至１３０ħ,解决了锅炉空气预热器低温腐蚀难题,大幅度降低了锅炉排烟温度,可有效回收大量中㊁低温热能,产生十分可观的经济效益.参考文献:[１]㊀朱江．加热炉空气预热器预热管壁温度的计算及防露点腐蚀的方法[J ]．石油化工设备技术,１９９８,１９(４):３３Ｇ３８．[２]㊀丛海涛．加热炉余热回收设备烟气露点腐蚀及其抑制[J ]．石油化工腐蚀与防护,２００１,１８(３):１４Ｇ１５．[３]㊀钱家麟．管式加热炉:第２版[M ]．北京:中国石化出版社,２００３．[４]㊀A m e r i c a n P e t r o l e u m I n s t i t u t e ．F i r e d H e a t e r sf o rG e n e r a l R e f i n e r y Se r v i c e :A P I ５６０ ２０１６[S ]．W a s h i n g t o nD．C ．:A P IP u b l i s h i n g S e r v i c e s ,２０１６．５５ ㊀第４３卷第３期袁文忠．防止空气预热器露点腐蚀措施i n d i c a t e d t h a tt h e c r a c k s h a d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f i n t e r g r a n u l a r c r a c k i n g;t h e h i g h t e m p e r a t u r e c r e e p g e n e r a t e d b y t h e f e a t u r e s o f a u s t e n i t i c s t a i n l e s s s t e e l w e l d i n g a n d h i g ht e m p e r a t u r ec o n d i t i o n sa n dt h e s t r u c t u r e i n s t a b i l i t y i n t h e h e m iＧe l l i p s o i d h e a d s t r e s s d i s t r i b u t i o nw e r e t h e i n t e r n a l c a u s e s o f t h e c r a c k i n g．T h e t e m p e r a t u r e d i f f e r e n c e s t r e s s i n s t a n t a n e o u s p e a kd u et o i n s u l a t i o nf a i l u r eo f t h et o p s e a lh e a d w a s t h e e x t e r n a l c a u s e o f t h e c r a c k i n g．K e y w o r d s:MT O p l a n t;t o p h e a d o fr e a c t o r;a u s t e n i t i cs t a i n l e s ss t e e l;w e l d m e t a lc r a c k i n g;f a u l t a n a l y s i sA P P L I C A T I O N A N D A D V A N T A G E A N A L Y S I S O F L I Q U I D D R I V E N C O M P R E S S O RI N F U E L C E L LH Y D R O G E NF I L L I N G[４３]L i a n g F e n g(S I N O P E C Q i n g d a o R e f i n i n g C o r p．L t d．,Q i n g d a o,S h a n d o n g,２６６５００)A b s t r a c t:I n o r d e r t o r e a l i z e t h e d e l i v e r y o f f u e l c e l l h y d r o g e n i na d v a n c e,a l i q u i dd r i v e nc o m p r e s s o r i s u s e di nt h eh y d r o g e nf i l l i n g s t a t i o nt o b o o s tt h e h i g hＧp u r i t y h y d r o g e n i n t ov e h i c l e s．T h ea p p l i c a t i o n c o m p a r i s o n a n d a n a l y s i s w i t h t h e d i a p h r a g m c o m p r e s s o r c o m m o n l y u s e d i n h y d r o g e n f i l l i n g s t a t i o n s s h o wt h a t t h e l i q u i dd r i v e nc o m p r e s s o rh a s t h ea d v a n t a g e so f s t r u c t u r a l l yp r e v e n t i n g h y d r o g e n f r o m b e i n gp o l l u t e d,s t a r t i n g a n ds t o p p i n g a ta n y t i m e,r e a d y t ou s e,l o w w e a ra n dl o w n o i s e,e t c．C o m p a r e d w i t h d i a p h r a g m c o m p r e s s o r s,t h e a p p l i c a t i o no f l i q u i dd r i v e nc o m p r e s s o r sc a nr e d u c e i n v e s t m e n t b y a b o u t２０％a n d r e d u c e f i l l i n g e n e r g y c o n s u m p t i o nb y１０－３０％．I t h a s t h e a d v a n t a g e s o f s i t ea d a p t a b i l i t y a n ds t r o n g c o m p e t i t i v e n e s s．T h i s p a p e r p u t sf o r w a r d s o m e s u g g e s t i o n sf o r m o d e l i m p r o v e m e n t a n dd e v e l o p m e n t p o t e n t i a lw h i c hc a nb e u s e d f o r t h e d e v e l o p m e n t o f２０００m３/h(n o r m a lc o nd i t i o n)l a r g ed i s p l a ce m e n t m o d e la n dt h ef l o w c o n t r o lo f s t a r tＧu p c o n d i t i o n sa n dc a n i m p r o v e t h e t e c h n o l og y i n f u r th e r e n e r g y s a vi n g a n d c o n s u m p t i o n r e d u c t i o n．K e y w o r d s:c o m p r e s s o r;s t r u c t u r e;h y d r o g e n;f i l l i n g;a d v a n t ag e sA P P L I C A T I O N O F C O A T I N G A N T IＧC O R R OＧS I O N I N P E T R O C H E M I C A L P L A N T W A T E R C O O L E R[４８]Z o n g R u i l e i(S I N O P E C E n g i n e e r i n g I n c o r p oＧr a t i o n,B e i j i n g,１００１０１)A b s t r a c t:T h e c o r r o s i o n o f w a t e r c o o l e r i s a c o m m o nc h a l l e n g e f o r p e t r o c h e m i c a l p l a n t s,w h i c h i sr e l a t e dt ot h es a f ea n ds t a b l eo p e r a t i o no ft h e p l a n t s．T h i s p a p e r s u m m a r i z e s t h e c o r r o s i o n m e c h a n i s mo fw a t e r c o o l e r s,i n t r o d u c e s t h e c o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o n s y s t e mo fw a t e r c o o l e r e s t a b l i s h e db y S I N O P E C g r o u n d e d i n t h e i n d u s t r y s t a n d a r dS H/T ３５４０,a n d d i s c u s s e s s e v e r a l r e l a t e d h o t i s s u e s c o v e r i n g t h e i n f l u e n c eo fc o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o no n h e a t t r a n s f e re f f i c i e n c y,t h ea p p l i c a t i o no fc o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o n i n p e t r o c h e m i c a l p l a n t s,a n d t h e a p p l i c a t i o n o f c o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o n o n t h e o i l&g a s s i d eo fh e a te x c h a n g e r s．C o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o ni s s t i l l t h em a i na n t iＧc o r r o s i o nm e a n s o fw a t e r c o o l e r s i n p e t r o c h e m i c a l p l a n t s,a n d t h e g o a l o f m o r e e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n a n d l o n g e r s e r v i c e l i f e s h o u l db e p u r s u e d．K e y w o r d s:p e t r o c h e m i c a l p l a n t;w a t e rc o o l e r;c o a t i n g a n t iＧc o r r o s i o n;p a i n t i n gM E A S U R E S F O R P R E V E N T I N G D E W P O I N T C O R R O S I O NO FA I RP R E H E A T E R[５２]Y u a n W e n z h o n g(N i n g b oZ h o n g j i nP e t r o c h e m iＧc a lC o．,L t d．,N i n g b o,Z h e j i a n g,３１５２０４) A b s t r a c t:T h e s e r v i c e l i f eo f a i r p r e h e a t e r s i s o f t e n a f f e c t e db y t h eo c c u r r e n c eo fd e w p o i n tc o r r o s i o n．T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e m e c h a n i s m o f l o w t e m p e r a t u r e d e w p o i n t c o r r o s i o n a n d t h e i m p r o v e m e n tm e t h o d f o r p r e v e n t i n g t h e c o r r o s i o n o f a i r p r e h e a t e r s．T h e u s e o f c o r r o s i o nＧr e s i s t a n t m a t e r i a l sa n dc o a t i n g t e c h n o l o g i e sc a ns l o w d o w n c o r r o s i o n．F l u e g a sd e s u l f u r i z a t i o na n dc o n t r o l l i n g t h e c o l dＧe n d m e t a l s u r f a c e t e m p e r a t u r e o f t h e p r e h e a t e r sa b o v et h e d e w p o i n tt e m p e r a t u r ec a n p r e v e n t c o r r o s i o n．T h e m e a s u r e d d e w p o i n t t e m p e r a t u r e o f s u l p h u r i c a c i d i n a g a s f l a m e h e a t e r i s ７８ħw h i c h i s u s e d f o r p r eＧh e a t e r c o l dＧe n d t e m p e r a t u r e c o n t r o l．T h e c o m p a n y a p p l i e d t w on e w t e c h n o l o g i e s i n c l u d i n g＂９５＋h i g hＧe f f i c i e n c y i n d u s t r i a l f u r n a c e t e c h n o l o g y＂a n d＂c o m p o s i t e p h a s e c h a n g e h e a t t r a 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回转式空气预热器堵灰与腐蚀的原因及对策
FUJIAN DIAN LI YU DIANG ONG第28卷第2期2008年6月IS S N 1006-0170CN 35-1174/TM回转式空气预热器堵灰与腐蚀的原因及对策许赞飞（华能福州电厂，福建长乐350200）摘要：简要分析了回转式空气预热器堵灰及腐蚀的原因；提出了防止堵塞方法；介绍了华能福州电厂的经验。
关键词：空气预热器；堵灰；差压；水冲洗中图分类号：TK223.3+5文献标识码：B文章编号：1006-0170（2008）02-0059-02华能福州电厂二期工程2×350M W 燃煤机组采用一次中间再热、单炉膛、平衡通风自然循环汽包锅炉。
2台受热面回转三分仓再生式空气预热器（以下简称空预器）型号为29.5VNT2000，配置固定式水洗装置和蒸汽吹灰装置，并在送风机的入口装有暖风器。
锅炉设计双吸双速离心式引风机，夏季高温时采用高速引风机运行，冬季低温时采用低速引风机运行。
空预器长期运行后，出现堵灰、腐蚀问题，本文介绍其成因及对策。
1堵灰的现象及危害空预器堵灰时，首先表现为其差压上升。
局部堵灰时，空预器烟气侧差压、锅炉一次风、二次风母管风压均呈周期性摆动，摆动周期与空气预热器旋转一周的时间吻合。
当堵塞部分转到一次风口时，一次风压开始下降；当堵塞部分转到二次风口时，二次风压也开始下降；在堵塞部分转过之后，风量又开始增大。
由于风量忽大忽小，致使送风机出口压力波动，炉膛负压随之波动，甚至可能微正压。
如果空预器堵灰严重，则空预器烟气侧、二次风侧差压居高不下，送风机出口压力上升，送、引风机入口挡板电流明显上升，严重时低速引风机无法带额定负荷。
2堵灰及腐蚀的原因分析2.1烟气中含有水蒸气及SO 3烟气中水蒸气的露点(即水露点)一般在30～60℃，在燃料含水量不多的情况下，空气预热器的低温受热面上一般不会结露。
但在燃烧过程中，燃料中的硫份有%～%形成SO 及SO 3。
其中，SO 3与烟气中的水蒸气形成硫酸蒸汽，而硫酸蒸汽的露点(也叫酸露点或烟气露点)则较高，烟气中只要有少量的SO 3，烟气的露点就会提高很多，从而使大量硫酸蒸汽凝结在低于烟气露点的低温受热面上，引起腐蚀，导致空预器堵塞。
空气预热器腐蚀原因及防腐措施
空 气 预 热 器
图一 ｌ 空 气 预 热 器 流 程 图 空气 预热器有如下作用： １ 、改善 并强化 燃烧 。 当经过预热 器后 的热空气进入 炉 内，加速 了燃料 的干燥 、着 火和 燃烧过程 ，保证 炉内稳定燃 烧 ，起着 改 善 、 强化 燃 烧 的 作 用 。 ２ 、强化传 热 。 由 于 炉 内燃 烧 得 到 改 善 和 强 化 ，加 上 进 入 炉 内 的 热 风 温 度 提 高 ， 炉 内平均温度水 平也有提 高 ，从而 可强化炉 内 辐射传热 。 ３ 、提高加热 炉热效 率 由于炉 内燃烧 稳定 ，辐射热 交换的强 化，可 以降低化学 不 完全燃烧 损失 ；另一方 面，空气预 热器利用 烟气 余热 ，减 少排烟热 量损失 ，提 高加热 炉 热效率 。
。
，
易 低 的 畅 沉温 灰甚 ｌ 【 ， ｌ 。 鹎 。 耨 由 积 受 尘 至 含 酸 量 （％ ） 于在热 形堵 图一 ２ 露 点腐 蚀与 含 硫 量 的关 系 燃管面 成塞 ３ ． ２低 温 式 结 料渣 束 上 不 管 含位硫 易束 中部的 清 ，
点一点 的看 ，在每次检 验 中，都严把检修 质 量 关 ， 认真 细 致 地 检 查不 放 过任 何 一个 漏 点 ， 确 保 检 验质 量 。 ４ ． ３ 降低烟 气中水蒸气含量 烟 气露点 的 ）
而分 压的大 小是烟气 中水蒸气含 量的多少所
湿
空气预 热器是 利用烟气 余热来提 高燃烧 时 所 需 空 气 温 度 的 热 交 换 设 备 ，它 装 在 锅 炉 垂直对流 烟道 的尾 部 ，是 整个锅炉机 组 中金 属 温 度 最 底 的 受 热 面 ，也 是 锅 炉 沿 烟 气 流 程 的 最 后 一 个 受 热 面 。 空 气 预 热 器 是 现 代 锅 炉 的重要组成 部分。［ １ 】 它的工作原理是 ：受热 面 的一侧 通过烟气 、另一侧 通过空气 ，进行 热 交热 ，使空气得 到加热 ，提高温度 ；使烟 气 排 烟 温 度 下 降 。（ 预热器流程图见图一 １ ） 。
空气预热器堵灰及腐蚀相关因素分析
０ 前 言
空 气预 热器 是利 用 烟气 的热 量来 加 热燃 烧所 需 空 气 的热 交换 设备 ，空气 预热 器是 现 代锅 炉 的重 要组 成
部分 ， 由于煤价过高 ， 较多电厂掺烧高硫份 的劣质煤 ， 运 行一 段 时间 后空 预 出现堵 灰 ， 出 口负压 偏差 大 ， 进 空 预 电流 波动 等现 象 。
２ 空气 预 热 器 堵 灰 及 腐蚀 相 关 因 素
２１ 烟气 中含有 水蒸 汽及 Ｓ ， ． Ｏ
由于烟 气 中含有 水蒸 气 ，而 烟气 中水 蒸汽 的露点 ｆ 即水露 点） 在 ３ ℃ ６ ， 燃料 中水 份不 多 的 一般 ０ ０ 在 情 况下 ， 空气预 热器 的低温 受热 面上 不会结 露 。但 是在 燃 烧 过程 中 ，燃 料 中 的硫份 可 能有 ７ ％ ～８ ％会 形成 ０ ０ Ｓ Ｓ 其 中 Ｓ ， Ｏ 及 Ｏ。 Ｏ 与烟气 中的水蒸 汽形成 硫 酸蒸汽 ， 而硫 酸蒸 汽 的露点 （ 叫酸露 点或 烟气 露 点） 较 高 ， 也 则 烟 气 中只要有 少量 的 Ｓ Ｏ ，烟气 的露 点就会 提 高很 多 ， 从 而使 大量 硫酸 蒸 汽凝结 在低 于 烟气 露 点 的低 温受 热 面 上， 引起腐蚀 。 低 温受 热 面发 生严 重腐 蚀 通 常在 受 热面 壁 温低 于 酸露 点 ３ ℃一Ｏ ℃左 右 以及水 露点 以下 。 ０ ５ 由于空气 预 热器 壁温 严重 低 于烟气 中水蒸 汽 的露 点 ，导 致 大量 的 水蒸 汽及 稀硫 酸 液凝结 ， 由于烟 气 中有 大 量灰 份 ， 又 灰 份沉 积在壁 面 时 ， 与水 及 酸液起 化学 作用 后发 生硬 结 。
最高 ， 硫酸浓度再一步降低 ， 腐蚀速度也逐渐降低 。除 浓 度外 ， 单位 时 间在管 壁 上凝结 的硫 酸量 ， 是影 响 腐 也 蚀 速度 的因素 之一 。 烟气 中的 Ｓ 受 热 面的腐 蚀 和沾 污 没 有 明显 的 Ｏ对 影 响 。 由于 它与 烟气 中的水蒸 汽 化合形 成硫 酸蒸 汽 ， 但 会 显著 地提 高烟 气 的酸露 点 温度 ，从 而会 在 低 温受 热 面 凝聚 ， 造成 酸腐蚀 和沾 污 。烟气 中 Ｓ 。 Ｏ 的多 少 与燃 料 硫 份 、 焰 温度 、 火 燃烧 热 强度 、 燃烧 空 气量 、 飞灰 的性 质 与数量 以及锅 炉受 热面 的催化 作用 等 因素有 关［ 。
预防空气预热器腐蚀和堵灰
３ ３ 加 强 操 作 调 整 ，降低 过剩 空 气 系 ． 数， 司炉 工 要 根 据蒸 发 量 及 煤 种 的变 化 ， 时 及
调 节送 、 引风 机 的 风压 风 量 ， 剩 空气 系 数 大 过 约为 １ ３ ． ２—１ ４ ．。
２ ２ 从 整个 炉体 烟气 流程 来讲 ，空气 预 ．
求 管壁 温度超 过烟ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 露 点 。
处在锅 炉低 温 区域 的空 气 预热器 ，一旦 发
生 了低温 腐蚀 和堵 灰 ，就会 造成 烟气 通道 不 畅 或堵 塞 ， 风阻力 增 大 ， 引 锅炉 正压 燃烧 ， 降低锅 炉 热负荷 ，降低 锅 炉热效 率 ，影响 锅炉 安全 经
济运行 。
某厂 Ｓ Ｌ ０—１２ Ｈ １ ． ５型 锅 炉 ， 由于燃 用 较 高 硫
分煤 ， 而且长期超负荷运行 ， 不到两年空气预
热器 低 温 段 发生 严 重 腐 蚀 穿孔 漏 风 。
某些用户使用蒸汽时负荷变化较大 ， 或长期低
负荷运行 ， 设备 失修 ， 不及 时清 灰等 原 因 ， 造 而
热器 烟气 通道 截面 较小 ， 阻力较 大 ， 因此 ， 增加
了形 成堵灰 结 渣 的可 能性 。当 松散性 积灰 在管 内粘 附时间 过长 时 ，就可 能 由松散 转变 为 紧密
性 的积灰 。
３４ 定 期 清灰 检 修 ， 时 吹灰 。 锅 炉 ． 及 在 检修 时 ， 用 ５ 的碱 水 浸 泡 管 内堵灰 ， 后 可 ％ 然 用 清水 冲洗 。
・
２ ・ ９
２ 形成机 理 、
（） １ 将送 风机 进 口冷风 变为热 风 。ａ 用 风 ． 筒 吸 收少部 分除尘 净化 后 的低温 烟气 ； ．在送 ｂ
空预器堵灰原因分析及防范措施实用版
YF-ED-J1796可按资料类型定义编号空预器堵灰原因分析及防范措施实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.（示范文稿）二零XX年XX月XX日空预器堵灰原因分析及防范措施实用版提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。
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在企业中为提高经济效益，做到节能减排，提高锅炉热效率，以充分利用烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉热效率，工业锅炉的尾部都加装了空气预热器。
但是作为锅炉尾部的空气预热器，通常是含有水蒸汽和硫酸蒸汽的低温烟气区域，工作条件比较恶劣，容易出现低温腐蚀和堵灰，从而影响锅炉安全运行。
我们采用了当今先进的热管技术对空预器进行了改造，彻底解决了这一问题。
腐蚀机理造成锅炉尾部受热面低温腐蚀的原因有两点：一是烟气中存在着三氧化硫；二是受热面的金属壁温低于烟气中的酸露点温度。
锅炉燃料中或多或少的都含有硫。
当燃用含硫量较多的燃料时，燃料中的硫份在燃烧后，大部分变成二氧化硫，在一定条件下其中的少部分进一步氧化成三氧化硫气体。
三氧化硫气体与水蒸汽能结合成硫酸蒸汽，其凝结露点温度高达120℃以上，露点温度越高，烟气含酸量愈大，腐蚀堵灰愈严重。
当空气预热器管壁温度低于所生成的硫酸露点时，硫酸就在管壁上凝结而产生腐蚀，叫做低温腐蚀(见图1)。
金属壁面被腐蚀的程度取决于硫酸凝结量的多少，浓度的大小和金属壁面温度的高低。
硫酸象一层胶膜，一面粘在管壁上腐蚀，一面不断粘着烟灰，形成多种硫酸盐，并逐渐增厚，这就是低温式结渣。
燃煤机组空气预热器积灰堵塞防治技术导则
燃煤机组空气预热器积灰堵塞防治技术导则燃煤机组空气预热器是热电厂中重要的设备之一，它能够提高燃煤锅炉的热效率，降低燃煤消耗量，减少环境污染。
然而，由于煤粉中含有的灰分和粉尘等杂质，空气预热器很容易积灰堵塞，影响其正常运行。
因此，燃煤机组空气预热器积灰堵塞防治技术非常重要。
一、空气预热器积灰堵塞的原因空气预热器在运行过程中，由于煤粉中的灰分和粉尘等杂质会随着空气进入预热器并附着在预热器的表面上。
随着时间的推移，这些杂质会逐渐积累形成灰堵塞，导致预热器的通风能力下降，给燃煤锅炉的正常运行带来了很大的影响。
二、空气预热器积灰堵塞的危害1. 降低燃煤锅炉的热效率：由于空气预热器的积灰堵塞，影响了预热空气的温度，导致燃煤锅炉的热效率下降，燃煤的热能不能得到充分利用，从而增加了煤的消耗量。
2. 增加燃煤锅炉的排放量：空气预热器积灰堵塞会导致燃煤锅炉的燃烧不充分，煤烟中的有害物质排放增加，给环境带来污染。
3. 影响燃煤锅炉的安全运行：积灰堵塞会导致预热器的通风能力下降，增加了预热器的烟气侧阻力，同时也给燃煤锅炉的运行带来一定的安全隐患。
三、空气预热器积灰堵塞防治技术为了防止空气预热器的积灰堵塞，保证燃煤锅炉的正常运行，我们可以采取以下措施：1. 加强煤粉的筛分工作：通过加强煤粉的筛分工作，去除煤粉中的大颗粒和杂质，减少灰分和粉尘等杂质进入预热器的数量，从源头上减少灰堵塞的可能。
2. 定期清理空气预热器：定期对空气预热器进行清理，清除预热器表面的灰堆积物，恢复预热器的通风能力。
清理时可以使用高压水枪进行冲洗，也可以采用机械刮板进行刮除。
3. 使用防灰剂：在空气预热器的运行过程中，可以适量加入防灰剂。
防灰剂能够改变灰尘和颗粒物的表面电荷性质，使其不易黏附在预热器表面，从而减少灰堵塞的可能性。
4. 定期检查和维护：定期对空气预热器进行检查和维护，及时发现和解决问题。
检查时要注意观察预热器的通风情况，如发现通风不畅，及时采取措施清理和维修。
浅析空气预热器低温腐蚀的原因及预防措施
浅析空气预热器低温腐蚀的原因及预防措施摘要：本文结合本厂实际情况，理论联系实际简要阐述空气预热器结构特性、发生低温腐蚀的原因及运行过程中如何预防等措施。
关键词：空气预热器；低温腐蚀；低氧燃烧前言：我厂锅炉型式：亚临界、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的∏型汽包炉，再热汽温采用烟气挡板调节，空气预热器置于锅炉主柱内。
烟气飞灰含量较大，容易磨损，温度低，由于本厂增设脱硝装置，空预器处极易产生硫酸及硫酸铵，对空预器造成腐蚀。
一、空气预热器的内部结构及工作原理1、结构空气预热器主要由转子、蓄热元件、壳体、梁、扇形板、烟风道、密封系统、控制系统、驱动装置、轴承、润滑系统、吹灰和清洗装置组成。
工作原理空气预热器是利用排烟的余热加热空气的热交换器。
空預器可以进一步降低排烟温度，减少排烟热损失:同时提高燃烧所需空气温度，改善燃料着火和燃烧条件，降低各项不完全燃烧损失，提高锅炉机组热效率等。
其内部高效传热元件紧密排列在圆筒形转子中按径向分割的扇形仓格里。
转子周围的外壳与两端连接板连接，形成空气和烟气两个通道。
预热器转子缓慢旋转，烟气和空气交替流过传热元件。
当转子转至烟气通道时，传热元件表面吸收高温烟气的热量:当转子转至空气通道时，传热元件释放出热量加热空气。
如此反复循环，转子每旋转一周就进行一次热交换，通过转子的连续旋转，不断地将热量传给冷空气，提高进入炉膛燃烧的空气温度，以满足锅炉燃烧需要。
空预器按传热方式分为导热式和再生式(密热式或回转式)。
导热式为管式预热器:回转式空气预热器属于再生式，回转式空气预热器分为两种，受热面回转式和烟风罩转动受热面固定不动。
锅炉配有2台50%容量、单级、三分仓容克式空气预热器，型号为xx型，三分仓与分仓的区别在于可以加热压力较高的一次风，以干燥煤粉，并将煤粉吹到炉膛。
另外的二次风直接经过空预器后进入锅炉风箱，用于燃烧。
一般空預器冷端烟、气侧压差为762mm水柱，而三分仓由于多了路一次风，压差般为1016 -1524mm 水柱.三分仓空预器漏风率较大，本空预器设计漏风率投运年内为8%,一年后为10%. 对基本结构元件和密封系统，除由于压差增大而进行了些加强外，三分仓与两分仓空预器基本相同，本厂采用的三分仓式空预器。
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空气预热器腐蚀积灰问题探讨
(新版)
Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.
( 安全管理 )
单位：______________________
姓名：______________________
日期：______________________
编号：AQ-SN-0908
空气预热器腐蚀积灰问题探讨(新版)
摘要：空气预热器作为电站锅炉的重要设备，目前存在的主要问题是空预器易发生腐蚀和堵灰现象，这主要是由于传统的烟气低温腐蚀和氨逃逸带来的硫酸氢铵腐蚀的影响。
针对2种不同的影响因素，需要采取不同的解决措施。
在分析空预器堵塞原因的基础上，综述了近年来我国为解决空预器堵塞而采取的相关措施，如优化暖风器设计、采用碱性吸收剂控制SO3的技术、空气预热器的改造等。
关键词：暖风器；低温腐蚀；空气预热器；氨逃逸
当前燃煤发电作为我国最主要的发电形式，面临节能减排要求的日渐提升，煤价的不断上涨，锅炉空预器的出口烟温也越来越低，仅略高于酸露点的温度。
在低温烟气环境中，空气预热器容易发生低温腐蚀和堵灰现象，某300MW燃煤机组，采用电袋除尘器除尘，机组运行了半年的时间，
空气预热器已经堵塞，在滤袋的表面附着着大量的黏附物，黏附物为有较强的黏附能力的黑色硬质物质，黏附物很难通过人为手工去除。
空气预热器堵塞造成电袋除尘器的运行阻力增大，烟尘排放超标；同时也导致风机的通道阻力增大，增加了风机的电耗。
若堵灰严重时则必须采取停炉的措施，将增加机组非正常停机的次数，严重影响了电厂的经济效益。
对于北方的电站锅炉，在冬季的情况下，空气预热器由于入口处空气初始温度偏低，低温腐蚀积灰的问题也更加严重。
空气预热器堵灰会影响机组高负荷运行，降低机组的经济性和稳定性，因此，解决空气预热器的腐蚀积灰问题对于保障机组的正常稳定运行有重要的意义。
空预器腐蚀积灰的主要原因有2种：烟气的低温腐蚀和氨逃逸造成的硫酸氢铵腐蚀。
针对这2种不同的腐蚀积灰原因，必需要采取相应的不同措施，以增强机组的经济性和稳定性。
1烟气低温腐蚀
烟气低温腐蚀是指当锅炉的排烟温度低于烟气的酸露点时，在
锅炉的低温受热面上会凝结烟气中的水蒸气和硫酸蒸气，凝结的水蒸气和硫酸蒸气与传热管壁的金属材质发生化学反应，生成金属硫酸盐，导致管壁处腐蚀，随着反应时间的延长，管壁处发生积灰，积灰导致传热管的传热性能减弱，受热面壁温因此降低。
控制锅炉烟气低温腐蚀从理论上来说就是控制锅炉低温受热面的金属壁温要高于烟气的露点温度，烟气的露点温度一般低于75℃。
从电厂的实际运行结果看，锅炉空预器的冷端壁温只要高于75℃，就能够避免发生烟气低温腐蚀。
而在冬季工况和机组低负荷工况的情况下，锅炉低温受热面的金属壁温较正常工况下有所下降，需要采取有效的设计措施以防止发生结露现象，才能避免发生低温腐蚀现象。
通常采取的措施是增加暖风器设计，在冬季工况下，通过暖风器换热将锅炉进风温度提高到20℃；在机组低负荷工况下，也可通过暖风器换热将锅炉进风温度提高到适当温度。
以防止烟气的低温腐蚀，同时增加了烟气余热利用率。
一般在空预器进口与送风机出口之间或者送风机入口的管道上安装暖风器。
暖风器在一年大部分时间内均可不投入运行，当其停
运时，由于作为设备的暖风器本身存在阻力会增加风机的运行电耗，同时暖风器的换热元件上也会积攒灰尘，这些灰尘是随送风机、一次风机风道入口进入的，也增加了风道的阻力。
为了减小暖风器停运时的增加的风道阻力，降低风机的电耗，增加机组的经济性，可采用抽屉式暖风器、旋转式暖风器及热风再循环等方式。
经过综合比较来看，其中旋转式暖风器操作简单，在达到暖风器增加进口风温，防止空预器低温腐蚀目的的同时，还能够使厂用电降低，节能降耗。
疏水方式对暖风器的运行效果的有重要的影响，暖风器疏水的回收方式主要有2种：
1）高压疏水方式，即用疏水泵将疏水输送至除氧器；
2）低压疏水方式，即系统安装疏水器设备，将疏水疏至凝汽器。
比较两种疏水方式，高压疏水方式在实际运行过程中会出现疏水不通畅的现象，从而导致管道内部汽水两相共存，发生振动和腐蚀，造成暖风器的泄漏，致使暖风器不能起到应有的作用[7]，而低压疏水方式不存在汽水两相共存的现在，可以保证系统的正常稳定
运行，是近年来国内外普遍采用暖风器系统蔬水方式，暖风器低压疏水方式示意图如图1所示。
图1暖风器低压疏水方式
2氨逃逸带来的硫酸氢铵腐蚀
目前国际国内形势下，对燃煤电站的环保排放要求越来越严格，为了达到氮氧化物的排放标准，燃煤电站大量采用在烟道中喷入液氨或尿素等还原剂的方式以降低氮氧化物的排放量，在此过程中氨气发生挥发而后随着烟气的排放而排放，造成氨逃逸现象。
烟气经过SCR装置时，部分SO2在催化剂的作用下发生氧化反应生成SO3，SO3与逃逸的NH3及水蒸气发生化学反应生成NH4HSO4和(NH4)2SO4。
其中较多地生成NH4HSO4，而(NH4)2SO4产生量很少，且为粉末状，处于积灰中，对空气预热器几乎无影响。
而NH4HSO4的沸点为350℃，熔点为147℃，空预器的冷端温度较低，温度区间处于NH4HSO4熔点温度范围内，此时NH4HSO4的黏性很大，容易黏附烟气中带入的飞灰颗粒，将其吸附在空预器的冷端管壁上，造成管壁的腐蚀和积灰，增加了空预器阻力的同时降低了空预器的传热能力。
不同煤种中硫
元素含量的不同对空预器腐蚀的影响程度也不同，含硫量越高的煤种其烟气中SO3的浓度越大，生成的NH4HSO4越多，空预器的腐蚀积灰越严重。
降低空预器的积灰腐蚀需要减少NH4HSO4的生成，即减少烟气中SO3含量以及NH3的逃逸量。
烟气中的SO3包括来自入煤中的硫在炉膛通过高温燃烧反应及SCR催化剂的催化作用下生成的SO3，烟气中还存在部分SO2，烟气中的SO2经过SCR装置时，会生成SO3，使得SO3的总体积分数升高可高达10-4以上，易导致催化剂中毒。
目前，降低烟气中SO3含量的方法主要是采用碱性吸收剂。
该方法是通过向炉膛内或烟气中喷入不同的化学物质与SO3发生化学反应，进而达到脱除SO3的目的。
常用的化学物质包括：碱性氧化物（氧化镁、氧化钙、碱如氨、氢氧化钙、氢氧化镁等），带碱性的盐类物质（碳酸钠或者天然碱），SO3的脱除效率能够达到90%以上。
这种使用吸收剂的方法能够有效地降低烟气中的SO3的含量。
烟气中氨的来源主要是逃逸的氨，可以从改造空预器本体以及控制脱硝系统氨逃逸2方面考虑，采取措施减少生成硫酸氢氨的危
害。
其中对空预器的改造主要包括：
1）为了避免空预器中温段下部至冷段间的温度在NH4HSO4熔点温度范围内，可将空预器传热元件设为二段布置，或者三段布置（热端加防磨层），从而能够避免NH4HSO4的沉积区域分段导致的局部严重堵灰现象发生。
2）为了便于清除空预器堵灰，可采用大通道的波纹板作为空预器的冷段材质。
该方法能够增大烟气的流通截面，使NH4HSO4及其他灰尘杂质等不易粘附于表面。
3）搪瓷材质表面较为光滑，不易黏附杂物，且易于清理，因此可采用在表面镀搪瓷的方法增强换热元件的抗黏附能力。
4）空预器增设吹灰设备。
采用过热蒸汽为介质，清除受热面的积灰。
吹灰设备主要有蒸汽吹灰器、激波吹灰器和声波吹灰器。
脱硝系统中当氨的逃逸量为1μL/L以下时，烟气中的氨含量很少，NH4HSO4生成量也很少，此时空预器的堵塞现象较轻；当氨逃逸量增加到2μL/L时，空预器正常运行0.5年后发生明显的堵塞现象；
当氨逃逸量增加到3μL/L时，空预器正常运行0.5年堵塞现象严重。
因此，控制氨逃逸量是保证空预器性能的关键。
脱硝系统实际运行过程中，造成氨逃逸率高的原因主要是催化剂活性降低、NOx和NH3浓度场分布不均匀以及氨过喷。
NOx和NH3浓度场分布不均匀可通过调整喷氨的各阀门开关程度调整浓度场分布。
SCR催化剂的使用寿命一般为3年。
在催化剂使用15000～20000h后，其活性通常约降低1/3。
此时如果要提高NOx转化率，需要增大催化剂的注入量，但这又会造成NH3逃逸水平的增高（>5μL/L）。
因此，工程中采用通过预留催化剂将来层的方法来控制NH3逃逸率，即在SCR投运的初始阶段，使用2层或3层催化剂；2年后，新增l层催化剂；3年后，更换已到使用寿命的催化剂，确保NH3逃逸率始终控制在3μL/L以下。
3结束语
空预器设备的积灰腐蚀现象是不可避免的，但是可以通过相应的优化措施减轻积灰腐蚀的程度，降低积灰腐蚀对机组运行的影响。
烟气低温腐蚀目前主要采用增加暖风器的方法减少腐蚀的影响，在
冬季或低负荷工况时暖风器可提高锅炉的进风温度。
在电厂改造增加SCR脱硝系统后，不可避免的会产生氨逃逸现象，在空预器中发生化学反应生成硫酸氢铵。
造成空预器的腐蚀积灰，通过对空预器的设计改造包括换热元件材料的升级处理，以及对SCR脱硝系统的优化控制能够有效地减轻硫酸氢铵对空气预热器的不利影响，从而保障空预器的安全稳定运行。
XXX图文设计
本文档文字均可以自由修改。