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热水锅炉水管烟侧的腐蚀问题分析

  
评论: 更新日期:2008年05月12日

1 热水锅炉水管烟侧腐蚀特点

热水锅炉水管烟侧开始出现腐蚀现象,一般是在锅炉安装投用三年后,腐蚀的水管大多是靠炉墙或炉拱的水冷壁管及对流管,腐蚀严重部位一般在水管靠墙侧,尤其是水管弯曲部分;水管外壁腐蚀均为溃疡性凹腐蚀,部分水管外表面有较厚的黑色氧化铁;在水管与炉墙、炉顶或炉拱接触处,均有积灰现象,烟灰中含有灰白或微黄色的结晶物,该结晶物极易溶于水,其水溶液pH为3~5,呈强酸性。经调查统计发现,锅炉出水温度越低,水管烟侧腐蚀越严重;锅炉积灰越多,水管烟侧腐蚀越严重。

2 腐蚀原因分析

(1)烟气低温度腐蚀是造成水管烟侧腐蚀的主要原因

煤中含有杂质硫,在燃烧时,硫形成二氧化硫,部分二氧化硫进一步氧化形成三氧化硫,同时煤中含有一定量的水分,水受热形成水蒸汽,水蒸汽与三氧化硫结合形成的硫酸蒸汽。

在正常情况下,烟气中水蒸汽的露点温度,一般约在30~60℃,但当烟气中含有一定量三氧化硫,并形成硫酸蒸汽时,硫酸蒸汽的露点温度就会升高,据有关资料介绍,计算烟气露点温度的经验公式为:

tL=(开Sy的二次方/1.05a(Ay+tsl

式中:tL──烟气中的露点温度(℃)

tsl──烟气中的水蒸露点温度(℃)

Sy──燃料的折算硫分

Ay──燃料的折算灰分

(──与空气过量系数有关的系数

a(──烟气带走的飞灰分额。

经测算,当煤中S的含量<=1%时,tL约为50~80℃。

当煤中S的含量1L约为70~100℃。

当煤中S的含量2L约为100~130℃。

我市热水锅炉采用的燃料绝大部分为高硫分煤,煤的硫含量一般在2%以上,且绝大部分锅炉用煤为露天煤场存放,煤中水分含量较高,这就为硫酸蒸汽结露创造了条件。

另外,我市热水锅炉运行大部分采用低温、大流量连续运行法,锅炉出水温度一般在65~90℃间,回水温度一般在45~65℃间,个别锅炉水温更低,按水管壁温度计算公式

水管壁温tb=水管内介质平均温度+60℃

经测算,水管壁温一般在110~140℃

从以上分析可以看出,我市热水锅炉运行,水管壁温恰好处在其烟气结露温度范围内,因而,大量的硫酸蒸汽在管壁上结露。这种现象,对出水/回水温度较高,燃料中含硫分较少的锅炉,则发生在锅炉尾部受热面;而对出水/回水温度低,燃料中含硫分、水分较多的锅炉,则结露部位要提前。

由于水管与炉墙或炉拱间易积灰,这种积灰象“海绵”一样,大量吸收结露的硫酸,使水管发生严重酸腐蚀。一方面,当水管壁温升高时,烟灰中吸收的硫酸蒸汽挥发,有少量硫析出,形成微黄色的结晶物,另一方面,结露的硫酸与烟灰中的氧化钙等物质发生反应,生成硫酸钙等盐类,这些物质沾在管壁上,当管壁温度升高时,水分蒸发,形成灰白色的结晶物,这个分析结果,正与实际检验中发现的情况相符合。

(2)停炉保养不善,是水管烟侧腐蚀的又一原因

部分锅炉使用单位对停炉后的保养不重视,不能及时清除炉膛内烟灰,保持炉膛内干燥。当空气中水分较高时,炉膛内烟灰及炉墙吸收空气的水分,使水管外壁产生酸腐蚀及氧化腐蚀,从而加重了水管烟侧的腐蚀。

(3)在锅炉运行期间或停炉后,用水冲刷锅炉炉体,是个别锅炉水管严重腐蚀的又一主要原因。

个别锅炉使用单位,在锅炉运行期间或停炉后,为了保持锅炉房清洁卫生,经常用水冲刷炉体,个别单位甚至在停炉后,用水冲洗炉膛烟灰,这样,大量的水不可避免地被锅炉耐火保温材料吸收,由于一般快装锅炉采用铁皮包炉墙,被锅炉耐火保温材料吸收的水分就更不易挥发出来,使靠近炉墙的水管附近水分增大,加快了水管酸腐蚀及氧化腐蚀。例如,我市某单位两台SZL600-1.0/115/70锅炉,在运行期间,专门由一个临时工负责锅炉房卫生,每周用水对锅炉冲刷三遍,结果,锅炉运行两个取暖周期(总计运行时间不到8个月),靠近炉墙的水冷壁管及对流管产生了严重的酸腐蚀及氧化腐蚀,部分水管发生了泄漏,最后拆除炉墙,更换了部分靠墙的水冷壁管及对流管,维修费用在20万元以上。

3 防腐措施

(1)尽可能选用低硫分燃料,在条件许可的情况下,在燃料中掺入一定量的脱硫剂(例如生石灰)。

(2)在保证燃烧的情况下,尽可能降低燃料中的水分。

(3)提高锅炉出水/回水温度,采取高温供水,减少热水循环系统补水量。

(4)严禁用水冲刷锅炉炉体及炉膛内烟灰。

(5)停炉后及时清除炉膛内烟灰,保持炉膛内干燥,采用定期烘炉或填放干燥剂。

(6)锅炉检修炉墙或炉拱后,及时烘炉。

(7)在锅炉进行六年一次水压试验时,拆除全部或部分炉墙,检查水管外壁腐蚀情况,及时发现,及时处理。

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