管式加热炉低温露点腐蚀的机理及防治
由于节能工作的不断向前发展,要求管式加热炉的排烟温度越来越低,但是往往在空气预热器、余热锅炉等余热回收设备的换热面上产生强烈的低温露点腐蚀,严重的腐蚀穿孔使加热炉不能正常运行,可以说,低温露点腐蚀已成为降低管式加热炉排烟温度、提高热效率的主要障碍。
1.低温露点腐蚀的机理
燃料油、气中的有少量的S存在,燃料后生成SO2。由于燃烧室中有过量的O2存在,所以又有少量的SO2进一步氧化成SO3。在通常的过剩空气系数条件下,全部SO2中约有1~3转化成SO3,在高温烟气中的SO3气体不腐蚀金属,但当烟气温度降到40℃以下,SO3将与水蒸汽化合生成硫酸蒸汽。其反应式如下:
SO3↑+ H2O↑→H2SO4↑
当硫酸蒸汽凝结到炉子尾部受热面上时就会发生低温硫酸腐蚀。与此同时,这些凝结在低温受热面上的硫酸液体,还会粘附烟气中的灰尘形成不易消除的积垢,使烟气通道不畅甚至堵塞。
2.防治措施
(1)提高空气预热器入口的空气温度
提高空气预热器入口的空气温度可以提高预热器冷端换热面的壁温,防止结露腐蚀。常用的是采用空气再循环的方法,把已预热的空气从再循环管道引入风机入口和冷空气混合来提高温度。在开工或低负荷运行时,可调大热风的再循环量。这种方法的缺点是风机消耗电能较多;并且由于缩小了空气和烟气之间的温差.对提高加热炉热效率造成不利影响。较理想的方法是:利用装置的废气或低温热源通过暖风器,将冷空气预热到60~80℃后.再进入空气预热器。
(2)提高空气预热器换热面的壁温
提高空气预热器入口的空气温度可以提高预热器的换热面取温,防止腐蚀产生。另外一种方法是在管式空气预热器内将管子水平放置,使烟气在管外横流冲刷换热面,空气在管内纵向流动。这样设计的预热器,其壁温比立管式(烟气走管内)稍高,对减少低温腐蚀有利。
(3)采用耐腐蚀材料
耐腐蚀材料分非金属和金属材料两类。管式空气预热器的低温区可采用硼硅玻璃管,或在管式空气预热器钢管外表面(烟气侧)涂上非金属防腐层。回转式空气预热器的冷端可以采用涂有搪瓷材料的换热元件。
(4)采用低氧燃烧
控制燃烧过剰空气量,能有效地减少SO3的生成量,降低露点温度对减少低温腐蚀有利,在石油化工厂的管式加热炉中,实现低氧燃烧保证炉墙的严密性,并且严格控制每个燃烧器的进风量,否则易引起机械和化学不完全燃烧,增加排烟热损失。
(5)使用低硫燃料
烟气露点温度随液体燃料或气体燃料中的含硫量或硫化物含量的增多而升高。目前炼油厂加热炉烧气体燃料的较多,瓦斯都含有相当数量的H2S气体,如对炼厂气体燃料进行脱硫处理,则可显著降低烟气露点温度,减少低温腐蚀。 山东博宇重工科技有限公司是专业的管式加热炉厂家,可以生产制造管式加热炉,维修管式加热炉的以上问题。
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