浅析燃气锅炉低温腐蚀机理及修复方案

浅析燃气锅炉低温腐蚀机理及修复方案摘要：论述了燃气热水锅炉尾部腐蚀的原因，并根据腐蚀机理制定了解决方案。通过实践证明修复的锅炉运行良好。关键词：燃气热水锅炉；低温腐蚀；修复方案0引言随着燃气事业的逐渐发展，环保意识的不断加强，在很多城市都使用上了清洁，高效的燃气。山东省燃气事业的迅速发展，加快了燃气锅炉的使用，很多城市市委市政府及环保部门要求大力推广清洁燃料锅炉，改善城市大气环境。一些城市先后使用了燃油、燃气及电锅炉，这些清洁燃料锅炉的推广和使用，较好地改善了城市的大气环境。由于燃气锅炉使用人工燃气气质不稳定，杂质含量高，特别在冬季，人工煤气中的硫化氢、萘及焦油含量远远超标，特别是硫化氢的含量有时超过200mg／m3，加之锅炉操作工对锅炉的使用和管理不当等原因，致使人工燃气热水取暖锅炉出现烟管低温腐蚀现象，影响锅炉用户的正常使用。1燃气锅炉烟管腐蚀原因(1)气质原因2000年以前，山东省各地市煤气公司使用气源多为人工煤气，由于气源厂经营状况较差，使用当地含硫量较高的烟煤为主要配煤煤种，煤气中的含硫量一直居高不下，煤气中的硫含量平均在80mg／m3左右，硫腐蚀是造成锅炉事故的主要原因。按照国家标准规定，冬季城市人工煤气中H2S的含量应小于10mg／m3，过量的H2S气体在锅炉的燃烧过程中产生二氧化硫，由于炉膛内的原子氧存在以及对流受热面上积灰和氧化膜的催化作用，SO2被进一步氧化成SO2。SO2与烟气中水蒸汽结合生成H2SO4，含有硫酸蒸汽的烟气露点大大升高，当受热面壁温低于露点时，硫酸蒸汽就会在管壁上凝结，并腐蚀管壁金属，低温腐蚀一般发生在锅炉尾部、烟囱、后烟箱等温度相对较低的部位。热水锅炉及直燃机由于炉体的温度较低(低于100℃)，烟气酸雾在各部位冷凝造成腐蚀，特别是烟囱中的冷凝液回流到炉体尾部，在后烟箱及烟管尾部积存，造成该部位的严重腐蚀，从而导致穿孔事故。取样化验锅炉后烟箱上部的烟气冷凝水，其PH值为3，酸性已经相当强。(2)司炉工操作管理原因一般用户单位司炉工对燃油燃气锅炉运行管理较陌生，在操作中有许多不当之处。热水锅炉一般与供热系统连接在一起，如果在运行过程中，锅炉的出口水温较低，那么烟管末端烟气的温度也就会降低，从而使酸源极易结露，形成对烟管的腐蚀。通过对使用燃气锅炉的用户调查表明，不同的锅炉使用单位燃用同样的煤气，由于锅炉操作运行方式不一样，部分锅炉使用单位把锅炉出口水温控制在90℃以上，经过一个采暖期运行，虽然烟管的低温腐蚀现象还存在，但却没有造成腐蚀泄漏的事故。有些用户单位锅炉一开机就打开热水循环泵，出水温度大部分时间在70～80℃，这些用户单位的锅炉腐蚀较为严重，造成了烟管腐蚀穿孔。理论分析和运行实践证明，提高锅炉出口水温的运行方式对防止受热面低温腐蚀是行之有效的。(3)过量空气系数对于化学反应2SO2+O2=2SO3来说，如果没有过量的空气，SO2就不能生成，因此尽可能减少过量空气，使燃气在近于理论空气量下燃烧，即可最大限度地减少SO2的生成。(4)其他因素受热面的壁温、烟气温度、烟气中水蒸气的分压等对锅炉腐蚀也有影响，上述因素由锅炉设计制造单位和燃气供应企业决定，用户无法控制。2防止低温腐蚀的措施(1)低氧燃烧，由图1曲线可以得出。图1酸露点与含硫量和过量空气系数的关系曲线当炉膛出口处的过量空气系数越低，烟气露点就会越低，从而避免或减轻低温腐蚀；燃油、燃气锅炉的大量实践证明，当炉膛出口过量空气系数从1．15～1．2降到1．01～1．02时，烟气露点可降低50～60℃。(2)使用添加剂，向炉膛或烟道喷入添加剂以中和和遏止SO2生成，从而降低烟气露点温度。常用添加剂有固体(白云石、石灰石、氧化镁和一些特殊化合物)、液体(氯化镁水溶液、某些油溶性的镁、钙、锌的环烷酸化合物)和气体(氨气、异环三氨)三类。(3)提高受热面壁温，使它高于烟气露点温度。常用方法有：热风再循环，提高空气预热器入口温度；加装暖风器，采用蒸汽加热空气；提高锅炉的出口水温，将锅炉的出水／回水温度由95／70℃改为130／70℃。(4)烟管或其他受热面采用耐腐蚀材料收藏到网摘：-----本贴地址:=343912&fromuid=0点这里,把本帖地址在MSN/QQ上发给朋友分享!同时你还可以获得积分!TOPfengzhihua风之花三级咕噜UID056234积分413金币3阅读权限30个人空间发短消息加为好友当前离线2#大中小发表于2007-3-1510:55只看该作者Re:楼主通过上述分析，与劳动局锅检所、锅炉生产厂家、锅炉设计单位共同探讨，制定了如下三种修复方案。第一种方案：将现在已腐蚀泄漏烟管更换，提高出口水温，增加一个热交换器吸收热水热能采暖，对现有的供热系统作适当改造。此方案又可以有①和②两种方式。①不混合间接连接方式(见图2)图2需增加的设备主要有热水循环泵和水—水换热器。②混合直接连接方式(见图3)图3此种方式需要改造供热系统。第二种方案：将现在的热水炉改为蒸汽炉，改用蒸汽采暧，亦要改造供热系统，此种方式增加的设备较多，锅炉受压元件参数重新校核，改造的难度较大。第三种方案：烟管管材由现在使用的20号锅炉管改为1Cr18Ni9Ti材料，以增强烟管的抗腐蚀能力。经过研究并根据实际情况，热水锅炉修复选用更换不锈钢烟管方案。本方案是将材质20号炉管的烟管和拉撑管更换成1Cr18Ni9Ti材质的无缝管，锅炉结构不改动。由于1Cr18Ni9Ti材料的许用应力值与20号锅炉管的许用应力值相近，锅炉管板开孔和烟管焊接形式均不作改变，故不需作锅炉管板强度校核计算。整个焊接工艺聘用有异种钢焊证的焊工，采用全位置角焊，焊接材料用奥302，φ3．2焊条，焊接修复完毕水压试验，锅炉监察部门现场监检，修复的具体方案报劳动局锅炉监察科批准后进行实施。我们对三种修复方案进行反复比较，一致认为：第一种方案效果最佳。但是，增添的设备占地较大，而现有锅炉房内面积有限，同时投资大，最后采用了第三种方案。锅炉修复完成，运行之前进行重新调试，风气比例重新调整，进行烟气测试，在达到完全燃烧状态下，减少过量空气系数。以上是人工煤气热水锅炉烟管腐蚀原因及修复方案简要分析。用户在购置燃气或燃油热水锅炉时一定向厂家提供使用的气体及油料状况，对司炉工进行必要的岗位培训，避免出现使用过程中的烟管漏水事故。参考文献：[1]燃油燃气锅炉房设计手册．机械工业出版社．2000．