低温腐蚀,原因是什么?
锅炉的低温腐蚀部位包括尾部受热面、空气预热器、省煤器等。其原因主要包括燃料中的硫燃烧生成二氧化硫和三氧化硫,以及烟气中硫酸蒸汽的凝结等。
### 锅炉低温腐蚀的部位:
1. 尾部受热面:
- 在锅炉中,尾部受热面是与烟气直接接触的部分,这些区域的温度通常较低。由于烟气中的水蒸气在低温下会凝结成水滴,长时间的低温环境为硫酸蒸汽的凝结提供了条件。
- 这些部位的腐蚀会导致传热效率下降,增加能源消耗,并可能引起结构损坏,如泄漏等问题,从而影响整个锅炉系统的稳定运行。
- 在燃油锅炉中,尾部受热面的低温腐蚀尤为常见,因为燃料中的硫燃烧后会产生更多的酸性物质,加剧了腐蚀的程度。
- 空预器也位于尾部,它负责预热进入锅炉的空气,如果此处发生低温腐蚀,不仅会影响热交换效率,还可能导致更大的环境污染问题。
- 省煤器虽然位于锅炉前端,但有时也会受到低温腐蚀的影响,尤其是在燃煤含硫量高或燃烧不充分的情况下更为明显。
2. 空气预热器:
- 空气预热器的主要功能是将送入锅炉的空气加热,以减少燃料消耗并提高热效率。然而,设备在设计时往往没有充分考虑到低温环境下的腐蚀问题,使得这些部件容易受到硫酸腐蚀。
- 在高温烟气和低温空气的交汇处,硫酸蒸汽容易凝结形成酸液,对金属材质造成侵蚀,影响设备的正常运行和使用寿命。
- 空气预热器的腐蚀不仅会导致设备性能下降,还可能引发更广泛的腐蚀问题,如管道堵塞或炉膛损坏,进一步增加维修成本和停机时间。
3. 省煤器:
- 省煤器的主要功能是利用锅炉排出的烟气热量来加热给水,使其达到适合锅炉燃烧的要求。然而,由于省煤器的工作温度相对较低,容易受到低温腐蚀的影响。
- 当烟气中的水分凝结成水滴时,会携带酸性物质,这些酸性物质会与金属表面反应,形成硫酸或氢硫酸,导致金属腐蚀。
- 省煤器的腐蚀不仅会影响热交换效率,还可能导致严重的安全问题,如漏水或爆炸,因此需要定期检查和维护以确保安全运行。
### 锅炉低温腐蚀的原因:
1. 燃料中的硫燃烧生成二氧化硫和三氧化硫:
- 燃料中的硫在高温下与氧气反应生成二氧化硫(SO2),这是最常见的低温腐蚀前体物之一。
- 当烟气通过空气预热器时,部分二氧化硫会被进一步氧化成三氧化硫(SO3),三氧化硫具有更强的化学活性和腐蚀性。
- 三氧化硫与烟气中的水蒸气结合,生成硫酸蒸汽(H2SO4),增加了烟气露点,为硫酸蒸汽在低温下的凝结创造了条件。
- 在空预器中,由于温度较低,硫酸蒸汽更容易凝结成液态硫酸,对金属表面造成腐蚀。
2. 烟气中硫酸蒸汽的凝结:
- 由于空气预热器和空预器的工作温度较低,烟气中的硫酸蒸汽在这些区域冷凝,形成酸液。
- 这种酸液对金属表面的腐蚀作用非常强烈,能够迅速穿透金属表层,导致严重的腐蚀问题。
- 硫酸的腐蚀性强,能够与金属反应生成硫酸盐,这些盐类物质同样具有腐蚀性,会加速金属的进一步腐蚀。
3. 硫酸浓度、管壁上凝结的酸量以及管壁温度:
- 管壁上凝结的硫酸浓度、酸量以及管壁温度与低温腐蚀的速度密切相关。
- 当这些参数超过一定阈值时,腐蚀速度会显著加快,严重时甚至可能导致设备穿孔或失效。
- 在实际操作中,可以通过优化燃烧过程、调整给水温度等方式来控制这些参数,从而降低低温腐蚀的风险。
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