锅炉省煤器泄漏原因分析及其改造方案的探讨

燕仲飞，王凤伟，陈立功

抚顺市特种设备监督检验所，辽宁抚顺 113006

锅炉爆管事故一般占事故50%以上， 而省煤器泄漏爆管又占锅炉事故的45%～50%。因此，预防省煤器泄漏爆破是不容忽视的问题。

伴随着当今社会广泛应用的完全按再生技术，企事业单位为了回收再生延期的热能，越来越多地把余热锅炉应用在催化裂化装置中。把一般的工业锅炉与余热锅炉相比，温度较低是再生烟气影响热源的主要原因，所以设计师在设计时，首先考虑的是热负荷的分配省煤器，所以在整个成品中占的比例很大，因此在余热锅炉中占有相当重要位置的便是省煤器。

例如：抚顺某石化炼油厂催化装置为年处理能力60万t的重油催化裂化装置，应用的余热锅炉为苏州某锅炉厂生产的Q110/520-43-3.9/425 型。锅炉尾部为省煤器，布置形式为横向错列式，用翅片管做管束，分为上下两组水平的安装在烟道内。热器对流段是烟气首先流经的区域，随后经过省煤器烟箱，然后自上而下流经省煤器的受热面，随之与省煤器中的水换热后进入尾部的烟道，排而后流入外界大气中。

1 运行中出现的问题

自2008年3月底锅炉被大量投用以来，省煤器的管束频频泄漏，用时最短仅为40天左右，对余热锅炉的正常运行产生了严重的影响。而且频繁的检修造成了人力物力的大量浪费，因此要提高余热锅炉的运行效率首先要解决的问题便是省煤器泄漏的问题。

通过对省煤器泄漏地方的管束认真的排查发现，管束泄漏地方以及附近的管束表面都覆盖了一层淡黄色和黑绿色粘块状污垢，把污垢清除后，泄漏处的金属为黑色，并有溃疡现象出现在泄漏处，穿孔的地方薄如刀刃。未泄漏的弯头处严重的减薄，用小锤子轻轻一敲，便凹成一个坑。省煤器泄漏点的主要集中区域是在隔板外翅片管弯头处，在隔板内的直管段翅片间并未发现漏点和严重减薄现象。

2 分析省煤器泄漏的原因

2.1 结构缺陷

首先是省煤器结构上的缺陷烟道内水平安装的管束，通过两侧的隔板定位，烟气流域外便是管子的弯头处，是分割开来的通过直管与隔板段。那些电焊便在管束与隔板之间，而且管束两端的烟箱检修孔是由带保温层的方形人孔盖板并且通过螺栓密封的，由隔板、烟箱以及外护盖所围成的空间内便是管束的弯头。但是由于隔板与烟箱并不是密封的，并且管束与隔板之间并未焊死，所以当烟气流经管束时，在隔板与烟箱间的缝隙以及隔板与管束间的缝隙之间会有少量携带催化剂的烟气进入该空间，这些都是不可避免的，这时候就会降低烟气的流动速度，导致烟气所携带的催化剂沉积于此。这些催化剂的存在为烟气中的腐蚀介质汇集在此处提供了条件。

2.2 烟气低温露点腐蚀

2008年11月11日～12 日，抚顺特检所对装置烟气进行了采样分析，烟气的分析结果为：

烟气采集部位：烟机水平烟道入口；

烟气酸露点：143 ；

烟气的冷凝水呈酸性：pH 值为2.0；

烟气的水蒸气含量：13.1v%左右。

CO2、O2、N2是烟气的主要组分；NOX、SOX等微量气体组分含量较多， 特别是硫氧化物( SOx) 的含量有780mL/L，水蒸气为13.1v%， 同时还含有约300mg/m3的催化剂。

众所周知，水蒸气分压的函数便是水的露点，在一个大气压(760mmHg) 、湿度100%时，纯水露点温度为100℃。若使水的露点降低同时水的分压也要降低，一般情况下，若水的露点为30～60，那么水的分压为10% 左右。就如同烟气中所含有的SO3会与烟气中的水蒸气融合形成硫酸蒸气，从而使水的露点温度提高很多，一般情况下可达到90℃～180℃， 这个温度即是烟气的酸露点温度。具体的烟气酸露点温度与烟气中SO3浓度、水蒸气的含量等因素有关。该锅炉的设计排烟温度虽然是188℃～195℃， 但是在原有的锅炉过热器后又曾加了一台过热器，这便使换热面积增加了近70m2，致使实际温度比排烟温度提高了很多。通过测量，最高温度为185℃，最低时仅为143℃，使烟气的酸露点温度大大高于实际工作温度。

2.3 腐蚀的过程

当温度低于烟气的露点温度时，由于烟气中SO3等酸酐及水蒸气的存在， SO3与水蒸气凝结下来并且与沉积于省煤器管束弯头处的催化剂混合，由于催化剂带有多孔性，使该处H2SO4的浓度慢慢增大，并且在管子外侧形成一种泥状物质，腐蚀管壁，直至蚀穿。

3 对省煤器的处理措施

针对省煤器存在的问题，可采取如下措施：

注意控制排烟的温度，在锅炉运行时通过调整省煤器副线上水，控制烟气的露点温度低于锅炉的排烟温度。控制烟气的含氧量，主要是调整主风量，以便于控制烟气中SO3的转化率。充分利用起现有的除尘设备，尽量降低省煤器管束间的催化剂含量，以防止直管段管子腐蚀。对省煤器的弯头箱做适当改造，尽量使催化剂不在该处沉积，便是将烟气与易腐蚀的部位隔开，具体地的运作方法：用中性硅酸铝镁保温灰将弯头箱抹死， 将弯头置于保温灰的包裹之中，这样既保证烟气不与弯头接触，又保证了弯头处的温度不会太低， 同时阻止烟气在该处冷凝。

4 结论

实施综上所属措施后，通过一年半时间的运行考验，省煤器运行至今良好， 已超过了历史最高的运行记录。实践证明，在不改变锅炉结构、不重新进行荷分配的条件下，依靠调整操作参数和对省煤器的局部改造来控制省煤器的运行状况，不失为一种简单、安全、实用的好办法。

[1]唐万增.催化装置余热锅炉运行中出现的问题及对策.节能，1999(10).

[2]张光纯.锅炉省煤器的磨损及防磨途径的探讨[J].中国电力，1982(10).