电厂锅炉空气预热器低温腐蚀及预防措施探讨

【摘 要】随着社会经济的突飞猛进，锅炉在电厂中得到广泛应用，为了保证锅炉的运行效率，必须做好电厂锅炉空气预热器的防腐措施，本文对电厂锅炉空气预热器低温腐蚀及预防措施进行探讨分析，以供参考。

【关键词】电厂；锅炉空气预热器；低温腐蚀；预防措施

引言

空气预热器是电厂锅炉的重要辅机，主要是利用锅炉尾部烟道中的烟气通过其内部散热片，将进入锅炉前的空气预热到一定的温度，用于提高锅炉的热效率，降低能量消耗。由于锅炉长时间低负荷运行，空气预热器低温腐蚀现象严重，造炉空气预热器受热面的损坏和泄漏，导致引风机负荷增加，限制锅炉出力，严重影响锅炉运行的安全性和经济性。

一、锅炉空气预热器的作用

锅炉中煤粉与助燃空气燃烧后产生的高温烟气依次流经不同的辐射对流受热面后进入空预器预热进口冷风，进入炉膛的空气被加热，有利于稳燃和燃尽。电站锅炉装设空预器的主要作用包括如下几点：首先，降低排烟温度，提高锅炉效率。在现代燃煤电站中，由于回热循环的存在，锅炉给水经各级加热器加热后温度参数大大提高，如中压锅炉的给水温度为172℃左右，高压锅炉的给水温度为215℃左右，超高压锅炉的给水温度为240℃左右，亚临界压力锅炉的给水温度达到了260℃左右。因此，烟气在省煤器处与给水换热后的温度仍然较高，要使省煤器后排烟温度降到100℃左右是不现实的，而如果直接排放必然造成相当大的排烟热损失。装设空气预热器后，20摄氏度左右的冷空气与省煤器出来的高温烟气进行换热，一方面显著地降低了排烟温度，另一方面回收了排烟的热量重新进入炉膛，达到了提高燃料利用率的目的。其次，入炉风温的提高改善了燃料的着火与燃烧条件，同时有利于降低燃料燃烧不完全的损失，这一点对着火困难的煤种尤其重要。由于提高了燃烧所需的空气温度，改善了燃料的着火环境和燃烧效率，同时也降低了不完全燃烧热损失q3、q4，锅炉效率得到提高。其三，可以允许辐射受热面设计数量的减少，降低钢材消耗。由于炉内理论燃烧温度得到提高，炉内的辐射换热得到强化，在给定蒸发量的前提下，炉内水冷壁可以布置得少一些，这将节约金属材料，降低锅炉造价。其四，有利于改善引风机的工作条件。排烟温度降低后，直接改善了引风机的工作条件，同时也降低了引风机的电耗，提高了效率。

二、锅炉空气预热器低温腐蚀原因与危害

1、锅炉空气预热器低温腐蚀原因

锅炉燃料在燃烧时，其中的氢元素和氧元素生成水蒸汽，且锅炉燃烧器采用蒸汽雾化，所以烟气中带有大量水蒸汽。同时燃料中的硫元素燃烧生成的SO2和SO3气体，与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸汽。由于锅炉长时间低负荷运行，排烟温度达不到设计值。所以当空气换热器受热面温度低于烟气露点时，硫酸蒸汽便凝结在空气预热器受热面上形成酸性液体，对受热面造成严重腐蚀。况且酸液体还会粘结烟气中的灰分，增加了预热器的积灰。

3、锅炉空气预热器低温腐蚀的危害

锅炉空气预热器低温腐蚀情况对锅炉安全、平稳以及经济运行带来较大影响：首先，根据更换空气预热器时对空气预热器换热管的观察，局部换热管由于腐蚀已经大面积穿孔。如果锅炉长时间运行，换热器管由于腐蚀断裂，脱落的部分可能会对风机叶轮造成破坏，甚至导致风机连锁停炉。一旦锅炉紧急停炉将对全厂蒸汽平衡带来较大影响。所以锅炉空气预热器的低温腐蚀不但是公用工程平稳运行的一个隐患，更是全厂平稳运行的一个隐患。

三、电厂锅炉空气预热器低温腐蚀的预防措施

1、加强掺烧工作的管理

掺烧不能只考虑机组负荷和锅炉结焦问题，但还需更深一步探讨掺烧煤中的硫燃烧所产生的SO2对催化剂和空气预热器安全运行的影响，以及掺烧后灰分对受热面的磨损、积灰堵塞及输灰的影响等问题。根据目前燃用的煤质，硫的质量分数在1%以下，灰分在28%以下，可基本满足运行要求。高负荷掺烧时一般是准煤消耗量较大，低负荷时尾煤掺入量较大。但尾煤的硫的质量分数平均在1.2%左右（甚至更高），而低负荷时烟温较低，接近硫酸蒸汽露点，因此有必要在低负荷时适当增加低硫煤的掺入量，控制入炉煤硫的质量分数在1%，减少SO2的生成，从而进一步控制空气预热器的低温腐蚀。此外，还可以采取降低过剩空气量的措施减少烟气中的剩余氧气，从而降低SO3的产生，当燃烧室过剩空气系数的临界量约为1.05的时候，有明显的抗低温腐蚀效果。

2、改变受热面的布置方式

一般情况下，改变受热面的布置有两种方式：其一，将管式空气预热器卧置。卧置管式空气预热器与立置管式空气预热器相比较，在烟气和空气进口温度一样的情况下，卧置管式空气预热器可以将壁温提高10到30℃。将管式空气预热器进行卧置，可以使空气在管内流动，而烟气则在管外冲刷；其二，将传热方式进行改变。一般情况下，为了得到较高的预热空气温度而却尽量减少受热面积，通常会采用逆流布置空气预热管的方式，但是，为了保证空气预热器不被低温腐蚀，可以改变这种逆流传热方式，将这种方式改成先顺流后逆流传热方式，或者直接顺流的传热方式，这两种方式都可以提高空气预热器低温段的金属壁温。

3、在锅炉方面的控制

除了以上采用方式提高受热面的温度外，还可以采用提高排烟的温度的方法，以及提高空气预热器进风温度的方法和提高省煤器入口水温的方法。一般情况下，当壁温达到105℃的时候，可避免或减轻腐蚀现象的发生。此外，要减少或避免锅炉低负荷或超负荷运行锅炉低负荷运行必然造成排烟温度降低到烟气露点以下，引起空气预热器管壁腐蚀。当锅炉超负荷运行时，给煤量及排烟量均相应加大，预热器难以适应烟尘排量骤增的要求，烟气阻力增大，就会发生管内积灰堵塞现象。

4、运行中加强对空气预热器进、出口差压的监视

要检查暖风器的运行情况，如果暖风器调整不当，或者运行不正常，非常容易造成空气预热器的低温腐蚀。此外，需要检查空气预热器的进、出口及烟气的差压，如果发现有异常，应该立即采取加强吹灰等方式进行调整。如果在采取处理措施后差压的异常情况并没有得到好转，这就说明空气预热器的冷端受热面可能已经被腐蚀，并且有积灰的现象，此时应该在停车的时候对冷端受热面进行及时更换，保证受热面的清洁程度，方式空气预热器的低温腐蚀。

结束语

综上所述，随着社会经济的不断发展，工业建设也得到快速发展，人们越来越重视余热的回收利用，锅炉在电厂中的应用价值越来越高。但是因为锅炉空气预热器的腐蚀严重影响着锅炉的正常运行，所以必须从设计、制造和运行等多方面入手做好锅炉空气预热器的防腐措施，只有处理好锅炉空气预热器的低温腐蚀状况，才能提高锅炉运行效益，保证电厂的经济效益以及做好节能工作。

参考文献

[1]单志栩.2093t/h亚临界压力控制循环锅炉后屏过热器管壁超温控制治理应用[J].电力技术，2010（1）：76-78.

[2]车得福，庄正宁，李军，等.锅炉原理[M].北京：中国水利电力出版社，2004.

[3]沙永斌.燃油锅炉省煤器低温腐蚀的原因及对策[J].工业锅炉，2003，（5）：54-56.

[4]徐连荣，王宏，向夏楠，等.循环流化床锅炉风道与空气预热器爆炸的原因及对策[J].电力安全技术，2011（7）.

[5]许云龙.锅炉暖风器及热风再循环系统的分析应用[J].华北电力技术，2013（8）：34-37.

[6]张力.电站锅炉原理[M].重庆：重庆大学出版社，2009.

推荐访问:预热器 预防措施 电厂 低温 腐蚀