LGGH系统再加热器腐蚀原因分析及预防措施

张海辉

摘 要：以LGGH系统再加热器在某厂的实际使用情况为基础，结合往日的工作经验以及LGGH系统再加热器的实际运行情况，对再加热器产生腐蚀的因素以及如何预防腐蚀、如何规避腐蚀进行阐述。

关键词：LGGH；再加热器；腐蚀；措施

中图分类号：TM621 文献标识码：A

某电厂于2015年建设二台660MW超超临界燃煤汽轮发电机组。汽轮机采用上海汽轮机厂生产的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机，型号：N660-25.00/600/600。锅炉为上海锅炉厂的超超临界参数、直流炉。锅炉出口蒸汽参数为26.25MPa（a）/605/603℃，对应汽机的入口参数25.0MPa（a）/600/600℃。LGGH系统是福建龙净公司自主研发、生产、安装、调试的烟气余热再利用系统。其再加热器的性能良好，并且符合该电厂的需求。但是在引用设备后，发现设备在日常运行中出现腐蚀的表征特点，组织专业工作人员对设备的情况进行观察分析，并提出导致其产生腐蚀的原因，明确预防措施，下文将对相关问题进行阐述。

1. LGGH系统再加热器腐蚀产生的原因

1.1 系统概述

LGGH系统是一种烟气余热回收再加热装置，主要由热回收器、再加热器组成。热回收器的受热管在除尘器前端烟道中，每一个热回收器都有10个模块的省煤器管组。而再加热器则安装40个模块省煤器管组。LGGH系统的本质是一种封闭式的水循环系统，热回收器和再加热器相互之间形成热传媒，利用除盐水作为传递媒介。除盐水首先会通过供水管道流入到热回收器当中，之后流经再加热器以及整个LGGH系统当中。因为受到循环水泵作用的影响，除盐水的流经布置在电除尘器前方热回收器的时候，是可以通过吸收烟气热量的方式来传递热量的，除盐水会经过再加热器，在放热之后回到泵进口处，形成循环。LGGH可以始终保持工作稳定，按照设计，可以将热回收器进口烟温从124℃下降到90℃，此时所吸收到的热量可以满足再加热器运行要求。

1.2 LGGH再加热器检查情况

近年来随着低碳经济发展要求的不断提升，不论是煤价还是可持续发展理念，都在被迫转型。全行业都关注降低锅炉排烟温度相关问题，虽然在理论层面上可以将锅炉的排烟温度控制到80℃～98℃的范围区间内，实际运行起来却存在一定的难度。导致设备产生腐蚀的主要因素是锅炉低温烟气当中的水蒸气以及锅炉低温烟气当中的硫酸蒸汽凝结在低温受热面中，如果产生凝结并没有及时地处理，这部分凝结物就会和换热管产生化学反应，这种化学反应会导致换热管壁出现腐蚀的问题。某电厂就出现类似的问题，在LGGH再加热设备的运行过程中，出现与腐蚀情况表现比较相近的表征特点，所以下文将对相关的检查情况进行分析，判定是否真正存在腐蚀的问题。

（1）检修介绍检查情况：检修人员利用1号机组C修机会对烟道内的LGGH再加热器进行检查，发现再加热器末端（靠烟囱侧）底板上积有大量灰色粉末物质和暗红色块状物质，初步怀疑再加热器存在腐蚀现象。为进一步验证末端换热模块是否存在腐蚀现象，后会同龙净公司有关技术人员对末端模块换热管及翅片的厚度进行检测发现，管壁厚度为：5.47mm、5.20mm（设计值为5mm，材质为ND钢），翅片实测厚度为1.62mm、1.7mm（设计值为2mm，材质为考登钢）。检修人员对本次检测的点进行现场标识和记录，作为每次检查验证的固定点。

运行人员介绍LGGH运行的情况：机组启动过程中，在LGGH降温段进口烟气温度达到100℃以上才投入LGGH系统；机组停运过程中，由于考虑到后续停运设备较多，都是在机组负荷200MW～300MW的时候先退出LGGH系统运行；目前严格按照龙净公司提供的说明书要求尽量控制LGGH再加热器入口的水温≥80℃，当达不到该温度时就投入辅助加热器运行，但是在机组启动初期（受到辅汽汽源不足影响或者担心辅汽气压波动大影响）、冬天极寒天气（辅汽投入后仍然无法达到）等条件下无法达到。

（2）LGGH系统再加热器腐蚀分析

经过相关工作人员的讨论认为目前LGGH再加热器后端（靠近烟囱侧）由于未进行防腐故存在一定的腐蚀，而前端靠近脱硫塔侧的换热面不存在腐蚀现象。由于缺少现场实际测量的数据无法判断真正腐蚀量和腐蚀速率的真实情况，有待进一步进行跟踪和分析。需要企业内部工作人员对环化检修分部做好定期监测点的选取和记录，每次停机后都对这几个相同部位进行监测，并做好记录，为进一步分析提供依据。腐蚀的主要时间段可以分为启动阶段、停机阶段、停炉后阶段及极端气候运行阶段。经过详细地检查和判断，基本已经可以确定LGGH再加热器存在腐蚀的情况，在这种情况背景下，咨询设计院是否可以在启动锅炉出来的蒸汽母管上接一路汽源管到LGGH再加热器的辅助加热器，以便在锅炉辅汽联箱汽源改由抽汽供气时，可以及早实现启动锅炉向LGGH再加热器辅助加热器供汽。

2.针对LGGH再加热器腐蚀的解决方式

2.1 解决方案的启动过程

2.1.1 在脱硫塔浆液循环泵开启之前先投入小湿电运行，减少水蒸汽进入LGGH再加热器。

2.1.2 单机冷态启动后，由于受到启动锅炉供汽量不足的影响，无法及早投入LGGH辅助加热汽源，应根据电除尘进口烟温的情况尽快投入LGGH系统。辅汽联箱有邻炉供汽时，运行人员在确保机组用汽安全的情况下，及早投入LGGH辅助加热器，尽量缩短LGGH再加热器在湿态下运行的时间。

2.2 停机过程

尽量推迟LGGH系统的运行，当LGGH降温段进口烟温达到100℃时才考虑退出LGGH降温段的运行，这时考虑循环介质走旁路，采用投入LGGH辅汽加热系统，尽量使LGGH降温段的水温控制在80℃以上。

2.3 控制腐蚀、规避腐蚀的措施

尽量控制LGGH降温段的水温控制在80℃以上。LGGH再热器受热面管采用管壁厚度正偏差、材料为ND钢材料（09CrCuSb），目前测量的结果（5.47mm、5.20mm）来看不存在严重腐蚀的现象。ND钢（09CrCuSb）一种耐硫酸低温露点腐蚀用钢，是目前国内外最理想的“耐硫酸低温露点腐蚀”用钢材，ND钢广泛用于制造在高含硫烟气中服役的省煤器、热交换器等装置设备，用于抵御含硫烟气结露腐蚀。ND钢耐硫酸低温腐蚀，但并不是不会腐蚀，而是在腐蚀过程中发生钝化作用，在钢材表面形成一层Cu、Cr、Sb等合金元素的钝化层，从而具有较高的耐硫酸腐蚀能力，经多方实验研究证明在耐硫酸低温环境下其耐腐蚀能力明显好于各种钢材，是普通碳钢的几倍，甚至比316的不锈钢还更耐腐蚀，但尽管如此，其也是会腐蚀，只是腐蚀速率较慢，即有限腐蚀。而对翅片的要求并不严格，翅片厚度有可能出现负偏差的情况，现场观察可能存在腐蚀，但是考登钢的腐蚀速度也不会那么快，且不会影响整个散热面的换热效果，可以放心使用。通过分析发现，锅炉低温受热面金属壁自身的温度与其内部的烟气温度并没有太大的关系，所以为从根本上减少烟气低温腐蚀的情况，必须要保证过滤自身的烟气温度在某特定值之上。控制锅炉烟气温度理论，其最根本的理念就是对锅炉低温受热面的金属温度进行控制，保证其温度始终比烟气的露点温度要高，这一点在冬季表现的尤为明显。因为在冬季低温面金属壁的温度会下降，所以此时工作人员必须通过各种措施来保证受热面的金属壁温度时刻处在比烟气露点温度高的状态，才能保证系统不出现结露的情况，避免低温腐蚀。

结语

上文先阐述LGGH再加热器的工作原理，之后分别分析产生腐蚀的原因，还提出部分解决方案。希望可以为相关人员的日后工作奠定基础，提升设备的运行质量，减少腐蚀对主要设备的影响。

参考文献

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