低温腐蚀
2022-03-16 14:14:35 作者:慧萱兰 来源:设备管理与防腐 分享至:

低温腐蚀是发生在锅炉尾部受热面(省煤器、空预器)的硫酸腐蚀,因为尾部受热面区段的烟气和管壁温度较低,所以称为低温腐蚀。低温腐蚀常发生在空预器上,但是省煤器管也有可能发生低温腐蚀。


低温腐蚀的形成:燃料中的硫燃烧生成二氧化硫(S+O2=SO2),二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫(2SO2+O2=2SO3),SO3与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽(SO3+H2O=H2SO4)。硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高。由于空预器中空气的温度较低,预热器区段的烟气温度不高,壁温常低于烟气露点,这样硫酸蒸汽就会凝结在空预器受热面上,造成硫酸腐蚀。


低温腐蚀常发生在空预器上,但是当燃料中含硫量较高、过剩空气系数较大,烟气中SO3含量较高,酸露点升高,并且给水温度较低(汽机高加停用)时,省煤器管也有可能发生低温腐蚀。


影响因素


除壁温外,影响低温腐蚀的主要因素是烟气中的三氧化硫含量。随烟气中三氧化硫含量的增加,硫酸蒸汽的含量也相应增加,并使烟气中酸露点明显提高。后者使受热面容易结露并引起腐蚀,前者使腐蚀程度加剧。烟气中氧化硫的含量与下列因素有关:


1、燃料中的硫分越多,则烟气中的三氧化硫含量也越多;


2、火焰温度高,则火焰中原子氧的含量增加,因而三氧化硫也含量也增多;


3、过量空气系数增加也会使火焰中原子氧的含量增加,从而使三氧化硫含量也增加;


4、飞灰中的某些成分,如钙镁氧化物和磁性氧化铁(Fe3O4)以及未燃尽的焦炭粒等有吸收或中和二氧化硫和三氧化硫的作用。故烟气中飞灰含量增加、切飞灰含上述成分又较多时,则烟气中三氧化硫量将减少。


5、当烟气中氧化铁(Fe2O3)或氧化钒(V2O5)等催化剂含量增加时,烟气中的三氧化硫将增加。


预防


1、提高空预器管壁温度,使壁温高于烟气露点。如提高排烟温度,开热风再循环,加暖风器提高空预器入口温度。此法的优点是简便易行,缺点是锅炉效率降低。


2、在烟气中加入添加剂,中和SO3,阻止硫酸蒸汽的产生。此法的优点是不降低锅炉效率,缺点是增加运行成本,还要清除中和生成的产物。


3、用耐腐蚀的材料制造空预器,如采用玻璃管、搪瓷管或用陶瓷材料制作,防腐效果好,不降低锅炉效率,但成本高,漏风系数大。


4、采用低氧燃烧,减少烟气中的过剩氧,阻止和减少SO2转变为SO3。低氧燃烧可以降低引、送风机电耗,是一项经济价值很高和很有发展前途的技术措施,但低氧燃烧要求锅炉具有完善的燃烧设备和燃烧检测仪表,并且要求运行人员有较高的技术水平。


5、烟气中硫酸蒸汽开始凝结的温度称为酸露点。通过检测酸露点温度,可以准确知道一定工况下的酸露点,由此调整排烟温度,达到节能和延长锅炉寿命的最佳条件。这种方法投资少,收效快,是最理想的预防措施。


低温腐蚀的选材


建议选用抗硫酸腐蚀相对比较好的,如:09CrCuSb,此钢种成本制造相对具有很高的性价比,其耐硫酸的腐蚀效果是316L不锈钢的3倍以上,价格是316L不锈钢的1/3都不到


ND钢是国内外最理想的“耐硫酸低温露点腐蚀”用钢材,09CrCuSb(ND钢)钢无缝钢管/钢板主要的考核指标(70℃50%H2SO4溶液中浸泡24小时),与碳钢、日本进口同类钢、不锈钢耐腐蚀能力相比较,是日本CR1R钢的1.8倍,是1Cr18Ni9钢的2.8倍,是Corten钢的8.6倍,是20g钢的14倍。


09CrCuSb(ND钢)钢是以锅炉;电炉的热交换、烟管、烟囱等用途为目的开发的具有优秀的耐硫酸露点腐蚀的热轧钢板、钢管。其优越的耐硫酸露点腐蚀的性能及非常高的性价比,是完全可以代替不锈钢,超越不锈钢(在耐硫酸露点腐蚀方面)的最好材料,ND钢具有重大经济意义,符合当今高效.长寿.节能.环保等“绿色”观念和国家发展政策导向。


锅炉低温腐蚀的形成和防护


锅炉尾部受热面(省煤器、空气预热器)的硫酸腐蚀,因为尾部受热面区段的烟气和管壁温度较低,所以称为低温腐蚀。燃料中的硫燃烧生成二氧化硫(S+O2→SO2),二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫(2SO2+O2→2SO3),SO3与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸气。硫酸蒸气的存在使烟气的露点显著升高。例如,燃油炉烟气中的水蒸气分压力约为0.008-0.014Mpa,相应的热力学露点为41-52℃,如烟气中的硫酸蒸气浓度为10%时,露点升高至190℃。预热器管壁温度与烟气及空气的流速和温度有关,约等于烟气与空气的平均温度。由于空气预热器下部空气的温度较低,预热器下部的烟气温度不高,壁温常低于烟气露点。硫酸蒸气会凝结在预热器受热面上,造成了硫酸腐蚀。低温腐蚀常发生在空气预热器上,但是当燃料含硫量较高,过量空气系数较大,以致烟气中SO3含量较多,露点较高,且给水温度较低(如高压给水加热器停用)时,省煤器管也有可能发生低温腐蚀。


解决方案:


ND钢是国内外最理想的“耐硫酸低温露点腐蚀”用钢材,09CrCuSb(ND钢)钢无缝钢管/钢板主要的考核指标(70℃50%H2SO4溶液中浸泡24小时)腐蚀速率不大于14mg/cm·h,与碳钢、日本进口同类钢、不锈钢耐腐蚀能力相比教,是日本CR1R钢的1.84倍,是1Cr18Ni9钢的2.97倍,是Corten钢的8.63倍,是Q235B钢的14.11倍。


09CrCuSb(ND钢)钢是以锅炉;电炉的热交换、烟管、烟囱等用途为目的开发的具有优秀的耐硫酸露点腐蚀的热轧钢板、钢管。其优越的耐硫酸露点腐蚀的性能及非常高的性价比,是完全可以代替不锈钢,超越不锈钢(在耐硫酸露点腐蚀方面)的最好材料,ND钢具有重大经济意义,符合当今高效.长寿.节能.环保等“绿色”观念和国家发展政策导向。

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