摘要：本文主要结合某厂实际运行工况来研究350MW循环流化床锅炉的低温省煤器防腐技术。由于循环流化床锅炉自身有适用煤种广的这一特点，为节能降耗，充分开发利用劣质煤种，我国很多流化床锅炉所燃用的煤料都是劣质煤，通常劣质煤中含有较多的灰分和硫化物，这些灰分和硫化物会在处于传热低温区的低温省煤器表面发生低温腐蚀和磨损。因此分析研究循环流化床锅炉低省防腐技术对延长锅炉使用寿命和提高锅炉经济效益具有重要意义。
关键词：循环流化床；低省；防腐
1引言
随着科学技术的进步，我国火力发电厂也越来越重视节能降耗技术的运用，在锅炉热量损失中排烟损失是占比最重也是最容易利用的一项热量，约占锅炉热损失的65%左右，由于我国火电厂的排烟温度普遍高于烟温设计值，因此设法降低锅炉排烟温度对于节能降耗和减少污染具有很客观的经济价值。
2低温省煤器概述
对于循环流化床锅炉而言，尾部烟道多布置有低温再热器、低温过热器、省煤器、空气预热器等传热设备，导致尾部烟道空间过于紧凑，且具有较高的防磨、防腐要求，导致基本丧失了在尾部烟道加装换热器的可能性。所以通常都会在引风机后加装低温省煤器来有效利用排烟损失。低温省煤器的工作原理是汽机侧的凝结水在低温省煤器内部与低省换热管外的烟气进行对流换热，烟气因换热作用而使得排烟温度降低，减少了锅炉热损失，而凝结水因吸收排烟损失，提高了水温，然后返回汽机低压加热系统，起到了低压加热器的作用，有效的降低了机组能耗。
3低省发生低温腐蚀的机理
通常，低省处于低烟温区，容易产生两类腐蚀，即管内腐蚀和管外腐蚀。管内腐蚀是指未经过除氧器的锅炉给水中含有一定的氧量，水中的氧具有活泼的化学性质，在低温省煤器换热管内部与管材发生氧化反应，导致管材内部生锈，逐渐腐蚀管材。而管外腐蚀属于低温区硫化物腐蚀，炉膛燃烧所产生的高温烟气经过与汽冷旋风分离器、包覆墙换热器、低温再热器、低温过热器、省煤器、空气预热器等设备的逐级换热后，到达低温省煤器时，温度已降至100摄氏度出头。因为低温省煤器管壁温度较低，尤其是低温省煤器末级管道，烟温和壁温更低，当含硫分较高的煤质在炉膛内燃烧时，煤质中的硫分与氧气发生化学反应产生二氧化硫，在一定条件下，当中的一部分二氧化硫气体会继续和空气中过剩的氧气反应产生三氧化硫。在烟气温度较低的低温省煤器区域，所产生的三氧化硫将会与烟气中的水蒸气进行化学反应，生成稀硫酸，当管壁温度低于硫酸露点温度时，硫酸蒸汽便会凝结在低温省煤器表面，对低温省煤器产生管外腐蚀，这种管外腐蚀通常发生在低烟温区域，所以又称为低温腐蚀。本文主要研究方向就是解决低温腐蚀问题。
4 造成低省低温腐蚀的原因
4.1给水温度以及烟温过低能够造成低省低温腐蚀。汽机侧凝结水流经低温省煤器时，通过与烟气换热作用，降低了管壁温度，如果凝结水温或者烟气温度过低就会造成管壁温度下降过多，造成管壁温度低于烟气中硫酸蒸汽的露点温度，硫酸蒸汽便凝结在低省表面造成低温腐蚀。
4.2煤粉中所含硫分大、水分大也是引起低温腐蚀的一个原因。当燃料中所含的硫分、水分过大（比如说高硫煤），且运行值班人员未能及时采取脱硫措施对二氧化硫和三氧化硫加以有效控制，就会使其与烟气中的氧气在一定条件下产生硫酸蒸汽，最终造成低温腐蚀。
4.3过量空气系数也会增加低温腐蚀的可能性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆烟气中的过量空气系数越大，则烟气中的含氧量越多，这就促进了燃烧所产生烟气中的这二氧化硫和三氧化硫的产生，从而增加了硫酸蒸汽的生成，对低温省煤器的防腐造成困难。
5 防止低省产生低温腐蚀的措施
产生低温腐蚀主要原因是当管壁温度低于硫酸蒸汽的露点温度时，烟气中的硫酸蒸汽凝结在管壁上，从而造成低温腐蚀。根据其原理我们可以从提高水温、烟温；控制燃煤中的硫分；低氧燃烧；采用抗腐蚀材料等方式来防止低温腐蚀。
5.1通过提高水温和烟温来提高低省管壁壁温。
运行中为防止低温腐蚀可要求汽机侧设法提高流经低温省煤器的凝结水温。而锅炉侧可以通过适当提高炉膛中烟气量、加强低温省煤器的吹灰来提高壁温，因为如果管壁经常积灰，会导致传热不良，致使外壁无法吸收足够热能，同时低温段覆盖了粘结灰的受热面变得粗糙，这些机会加剧了硫酸的凝结和腐蚀，所以需要定期清灰。目前空预器吹灰经常利用乙炔脉冲吹灰系统，通过吹扫、喷振作用清除低省表面积灰，提高了壁温，减轻低温腐蚀。停炉后应根据积灰情况对运行中难以清除的积灰通过水冲洗系统进行冲洗。冲洗后注意烘干受热面。
5.2控制燃煤中的硫分及运行脱硫
低温省煤器的低温腐蚀主要是管外腐蚀，产生管外腐蚀的主要原因是燃料中含有过多的硫化物，因此设法减少烟气中的硫化物含量是控制低温腐蚀的有效手段。一方面，如果条件允许的话发电厂尽量采购含硫分低一点的煤质或者对不同煤质进行合理掺烧。另一方面运行过程中可采取投用石灰石系统进行炉内脱硫，循环流化床锅炉采取的具体措施是通过压缩空气将石灰石粉仓中的石灰石粉吹至返料腿里，随返料灰进入炉膛与硫化物化合反应从而达到降低硫化物的效果。
5.3运行中采用低氧燃烧
循环流化床锅炉二次风分为上中下三层风箱，通过二次风分级配风供氧，同时降低二次风机出力，调整减少过量空气系数，可有效降低烟气中过剩氧量，减少硫化物的生成，从而控制低温腐蚀现象。通过该厂长时间运行试验证明，低氧燃烧确实实际可行，对有效控制低温腐蚀以及经济运行都大有裨益。但是这种运行方式对锅炉设备和值班人员的技术要求较高，即要维持氧量在一定低氧区间平稳可靠，又要防止燃料不完全燃烧，所以，应根据热电厂实际情况慎重选择运行方式。
5.4采用抗腐蚀材料
低温省煤器最容易发生低温腐蚀的部位是尾部受热面，因为尾部是凝结水进水位置，水温较低。同时又是烟气侧温度较低部位，所以管壁温度较低，最容易发生低温腐蚀。随着材料科学的深入发展，低合金耐蚀钢、涂耐酸搪瓷的传热元件、陶瓷传热元件等材料的应用使得换热元件的耐腐蚀性大大提高。因此发生低省腐蚀严重的热电厂可以考虑通过更换尾部受热管来减少低温腐蚀。
6结束语
对于循环流化床机组，低温省煤器发生低温腐蚀是一种很普遍的现象，严重时会对低省造成很大破坏，使低省换热管道破裂，大量凝结水进入烟风系统，导致安全事故的发生，降低运行中的经济效益，提高了运行维修成本，因此热电厂可以根据本厂具体情况选择合适的方法减轻低省的低温腐蚀现象，保证机组安全稳定经济运行。
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论文作者:李星星
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/16
标签：低温论文; 省煤器论文; 烟气论文; 锅炉论文; 温度论文; 流化床论文; 管壁论文; 《基层建设》2019年第18期论文;