玻璃窑余热锅炉尾部受热面的腐蚀分析与防腐措施

曹艳华 赵铁彪 李斌

摘 要：玻璃窑余热锅炉尾部受热面出现的低温腐蚀现状，分析腐蚀产生的原因。受热面的金属壁温低于烟气酸露点温度，烟气中的SO3和H2O反应，生成H2SO4，从而引起低温段受热面的硫酸腐蚀。在此基础上探讨解决腐蚀问题的对策，为余热锅炉安全高效运行提供借鉴。

关键词：玻璃窑烟气;余热锅炉;低温受热面;低温腐蚀

1 项目概况

广西鑫灏恒能源科技有限公司投资建设的4.5MW烟气余热回收发电项目与2013年6月19日开始试运行。建有2台余热锅炉一台凝汽式汽轮机。电站主要设备设计技术参数：

1#锅炉蒸发量11.9t/h，过热蒸汽压力2.4MPa，过热蒸汽温度410℃，除氧器进水温度38℃，压力0.27 MPa，出水温度138℃。锅炉排烟温度175℃。

1#窑烟气温度550℃，烟气流量70000N m3/h，烟气实测含二氧化硫量～4000mg/m3，含尘700 mg/m3。

由于玻璃生产的特殊性，燃料及原料均有硫在高温燃烧而产生硫氧化物，硫氧化物在相应的条件下就会对金属受热面产生强烈的腐蚀，会影响锅炉的安全及正常的经济运行。

2 腐蚀现象

于2013年9月22日开始出现低温受热面爆管。

管子腐蚀的深度0-2.13mm不等。从腐蚀的显现看，这是典型的酸露点腐蚀。

3 腐蚀机理分析及处理措施

3.1 露点温度

露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同;当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，露点不受温度影响，但受压力影响。烟气中SO3 的含量和烟气中水蒸气的含量是决定烟气露点温度的关键因素。烟气露点温度与燃料品种、燃烧状态、过剩空气系数、烟气中水蒸气浓度和燃料中含硫量、灰分等有关[1]。

3.2 低温腐蚀机理

低温腐蚀是由于燃料中含有硫，燃烧后形成SO2，其中少量的进一步氧化成SO3 。SO3 与烟气中的水蒸气结合成为硫酸蒸气，含有硫酸蒸气的烟气的露点大为升高;当受热面壁温低于露点时，硫酸蒸气就会在管壁上凝结，并腐蚀管壁金属[2]。

除氧蒸发受热面的壁温经计算约134-137℃，酸露点温度约135℃。排烟温度175℃高于露点温度10-20℃，但是几个受热面大面积酸露点腐蚀，说明受热面的烟气侧壁温低是腐蚀的真正原因。

4防腐措施

分析清楚材料腐蚀的特性及造成材料腐蚀的环境，才能找出预防酸露点腐蚀的措施。在不改变运行参数的条件下，更换低温受热面的材料，例如采用耐酸ND钢，就是比较优先采用措施，此种措施基本不影响原有锅炉受热面的传热温差，也就不会影响锅炉的热效率。另外的措施就是提高受热面内工质的温度，即提高锅炉的进入受热面的入口温度，一般比酸露点温度高出10-20℃左右。在排烟温度不变的条件下，也能有效保护低温受热面。代价就是锅炉的蒸发量略有下降，由于一部分饱和蒸汽用于加热除氧器的给水。

5 结论

（1）高含硫烟气的余热发电锅炉要想长期稳定运行，避免低温受热面的腐蚀，主要是合理确定低温受热面的壁温，至少高于露点温度15℃以上，在起炉、停炉时会有短时间低温出现，在安全允许的条件下，尽量加快速度，减少低温工作时间，保护低温受热面少受腐蚀。

（2）根据玻璃窑燃料含硫量，及时调整除氧器的压力及出水温度，当除氧器温度下降时，应开汽包的副汽加热除氧水，提高水溫。并减少化学水补充量，增加凝结水补水量，提高除氧器进口水的初温。

（3）在除氧器温度较低时，尽量不开定期排污，避免压力下降，产生低温受热面酸露点腐蚀。

在不增加自动控制设备的条件下，仍然可以达到控制壁温，避免酸露点腐蚀发生。在运行上适当调节参数，减少低温受热面腐蚀，可提高设备的使用寿命，提高机组的热经济性，实现高效节能减排。

（4）更换低温受热面的管道材料，使用耐酸钢，也是很好的防止锅炉低温受热面腐蚀的有效途径。

参考文献：

[1]王壮，付德强.锅炉尾部受热面的腐蚀原因与对策[J].城市建设理论研究，2013（17）.

[2]李传瑾，王瑞真，马月慧.燃气锅炉尾部受热面低温腐蚀的原因及预防措施[J].钢铁，第4l卷增刊，2006（12）.

[3]一种避免燃气锅炉的空气预热器低温腐蚀的系统使用新型专利，专利权人：攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，发明人：刘廷跃、陈建，授权公告号CN 2022119687 U.

作者简介：曹艳华（1960—），女，河北昌黎人，硕士研究生，教授。主要从事：合同能源管理及烟气脱硫除尘技术，锅炉节能减排、电站运行、教学科研工作。