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1、第18卷第5期煤气与热力·59·X燃气锅炉低温腐蚀的成因及处理胡洪(广州劲马锅炉实业有限公司,广州510250)提要燃气锅炉中产生低温腐蚀的原因是燃气中含硫化氢量过高。产品设计时应根据燃气中的硫化氢含量进行露点温度计算,使锅炉运行时的金属壁面温度能避开硫酸腐蚀严重的区域。正确的操作运行方式也能减缓受热面低温腐蚀的程度。关键词燃气锅炉露点温度低温腐蚀中图分类号TU995TK229.8低温腐蚀现象是在锅炉低温受热面上发生的。露点是较高的。另外,在燃烧过程中,火焰高温区域对于动力锅炉,主要发生在空气预热器中。在低参内的氧分子离解成氧原子,燃气中的硫化氢在燃烧数小容量锅炉中,由于
2、给水温度低,低温腐蚀还可能后又生成二氧化硫,氧原子与二氧化硫反应生成三在省煤器上发生。对于锅壳式燃气锅炉来说,没有氧化硫。烟气中的全部或一部分三氧化硫与烟气中省煤器、空气预热器等低温受热面,且设计排烟温度的水蒸汽化合生成硫酸蒸汽。一般都在200℃以上,不应该出现低温腐蚀现象。SO3+H2OH2SO4我厂设计制造的锅壳式内燃三回程燃气锅炉,可用三氧化硫转化为硫酸蒸汽的转化率为:城市燃气为燃料,燃气组成如下:X=PHSO/(PSO+PH0)2432HSYCH4C2H6H2COCO2N2O22Qdw转化率X与温度关系很大。当温度低于200℃时,%%%%%%%mg/m3kJ/m3
3、烟气中的三氧化硫明显地转变成硫酸蒸汽。即:转20.82.343.56.37.019.50.533.214306化率增加。而且温度越低转化率越大。当温度低到锅炉运行时的各项热力参数均可达到设计值,110℃时,几乎全部的三氧化硫都和水结合成硫酸同时也存在着低温腐蚀现象。在蒸汽锅炉中的表现蒸汽(见图1)。当温度进一步降低时,硫酸蒸汽结形式为:烟气中的水蒸汽冷凝后,顺着烟囱内壁面流露成滴,凝结在温度低于水露点的壁面上。这个结入后烟箱。由于这些冷凝水溶解了烟气中的硫酸蒸露温度既与水蒸汽的分压有关,也与三氧化硫含量汽(冷凝水化验出的pH值<3),所以对后烟箱的炉有关,所以后面称它为露
4、点温度。砖、保温层、密封材料及后管板产生了酸腐蚀。热水锅炉出现低温腐蚀的部位主要在第二回程烟管、前后管板,只使用了两个采暖期,就有部分烟管泄漏。一般来说,烟气中水蒸汽的露点(称之为水露点)是较低的。根据烟气中水蒸汽份额不同,水露点也不同,约为30℃～60℃。除非是燃烧产物中的水分太多,工质温度太低,否则不易在受热面上结露。由于城市煤气中含有40%～50%的氢气,燃烧产物中的水蒸汽分压远高于其它气体燃料,其水图1SO3向H2SO4的转化率与温度的关系X收稿日期:1997-09-25·60·煤气与热力1998年9月可用如下两种方法求出露点温度Tl。这类锅炉通常采用钢制无内衬烟
5、囱,烟囱高度(1)将炉膛出口过量空气系数α(运行实测αpy按30m计算。由于烟气从烟囱排向大气的过程中=1.15)和燃气的各项成分数据代入下列公式便可是不断地降温的,降温速率按烟囱高度每米降温2/0.5得到Tl。而三氧化硫的体积VSO可根据燃气中的D计算。D为锅炉运行时的负荷。对于蒸发量为3硫化氢含量求出。2t/h炉来说,在额定负荷下运行,排烟温度为250V0=0.04762〔0.5CO+0.5H2+1.5H2S+℃。到烟囱出口段,烟气温度只有208℃了,这时,∑(m+n/4)CmHn-O2〕烟气中的三氧化硫已经开始向硫酸蒸汽转化,凝结VRO=0.01(CO2+CO+H2
6、S)+rCmHn在较冷的烟囱壁面上。并且这类锅炉的供热负荷也200是不稳定的,随外界需用热量的变化来回波动,还经VN=0.79V+N2/1002常在中、低负荷下运行。而锅炉在低负荷下运行的0VHO=0.01(H2S+H2+r0.5CmHn+0.124ds)2排烟温度是会降低的(带辐射式过热器的锅炉除0+0.0161V外)。经烟囱排出过程中烟气的温度降也会随运行0Vpy=VRO+VN+VHO+1.0161(αpy-1)V负荷的降低而增加。所以排出的烟气还没有到达烟222通过计算,可以得到烟气中H2O和SO3分压:囱就产生了大量的冷凝水,这些冷凝水顺着烟囱内PH05Pa壁面流
7、进后烟箱,形成了前面所说的低温腐蚀现象。O=VHO/Vpy=0.2007×1022-65我厂生产的饱和蒸汽锅炉,设计工作压力≥1.0PSO=VSO/Vpy=4.429×10×10Pa33MPa。锅炉运行时,只要工作压力控制在0.5MPa将PHO和PSO代入下式:23以上,锅内工质的温度就不会低于158℃,能够使金1000/Tl=1.7842+0.0269lgPH2O-属壁面温度高于露点温度。操作方式上要采用提高0.1029lgPSO3+0.0329lgPH2OlgPSO3运行负荷、缩短锅炉运行时间的方法。另外,在后烟得到露点温
