所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2015-03-30 14:49 熱度:
【摘要】長期以來脫硫設備對于設備的腐蝕性較強,而對空預器得設計很好的避免了這樣的情況,本文針對對空預器特點,對對空預器和脫硫設備在低溫條件下的腐蝕性問題進行了詳細的探索,目的是降低設備在脫硫過程中腐蝕性。
【關鍵詞】核心期刊論文發表,對空預器,脫硫設備,低溫,腐蝕性
一、前言
低溫腐蝕對于整個設備以及電力工人的健康會造成很多的危害,而回轉式空預器及脫硫設施安裝在鍋爐尾部,煙氣中的SO2當達到煙氣露點溫度時,凝結的濃硫酸帶來一定的腐蝕性,因此在實際使用中,一定的防腐措施非常有必要。
二、低溫腐蝕的現象及危害
1、脫硫系統防腐的研究意義
火電廠加裝濕法煙氣脫硫裝置后,在煙氣脫硫系統裝置中存在多種多樣的化學腐蝕、高溫腐蝕和機械腐蝕,而且使吸收塔出來的煙氣溫度降低至50℃左右,從而造成脫硫后煙氣溫度低于酸的露點溫度。同時,尾部煙道和煙囪的內壁溫度很低,又因安裝煙氣換熱器GGH帶來了諸多問題,目前許多工程不設GGH煙氣換熱器,這樣的煙氣直接排放,將會在內壁結露,造成尾部煙道及煙囪的腐蝕。另一方面,50℃左右的煙氣直接進入煙囪排出,不利于煙氣的擴散。可以說從吸收塔到煙囪,均存在設備腐蝕問題.濕法煙氣脫硫工藝中的防腐問題一直是煙氣脫硫領域中一項焦點課題,它直接影響工程造價、設備使用壽命及停運檢修的難易程度。因此,在脫硫塔設計時提出合理的防腐措施,在運行過程中及時控制酸腐蝕的影響,對于保證設備穩定、安全運行具有重要意義。
2、低溫腐蝕的現象及危害
回轉式空預器及脫硫設施安裝在鍋爐尾部,煤粉燃燒后,煙氣在進入空預器及脫硫入口熱交換器進行熱交換后,溫度降低,由于煙氣中凝結的液態硫酸液造成換熱器及煙道腐蝕,致使換熱元件嚴重損壞,同時酸液粘結煙氣中的灰粒,空預器、靜電除塵器及熱交換器集灰、堵塞,嚴重時,影響鍋爐及脫硫設施的滿負荷運行,按電廠合同規定,空預器應能在進口空氣溫度25℃,出口排煙溫度145℃維持正常運行,實際運行半年左右空預器就發生嚴重堵塞,表現為一次、二次風壓出現擺動現象,隨后擺幅逐漸加大,且呈現周期性變化,其擺動周期與空氣預熱器旋轉一周的時間恰好吻合,嚴重時致使風機發生喘振,因為不能維持一次風壓而引起鍋爐MFT動作,被迫提高排煙溫度160.165℃運行,以勉強維持鍋爐到停爐沖洗,而排煙溫度高又影響脫硫裝置全煙氣運行,降低了吸收塔樹脂內襯的使用壽命,增加了設備的維護費用,嚴重影響機組的安全經濟運行。
脫硫的腐蝕問題是影響設備健康的主要問題,電廠脫硫系統中GGH設備的腐蝕問題較為突出。脫硫裝置的煙氣換熱裝置采用了閉式水循環熱量交換裝置(MGGH)。煙氣進入脫硫裝置后首先經過熱交換器降溫,以達到吸收塔設計的進口煙氣溫度以利吸收過成的順利進行,換熱器的降溫幅度一期脫硫設計為142-100℃,由于換熱器的溫度梯度大處的煙溫已低于煙氣的露點溫度,大量的S02和S03在管束表面凝結,使設備長期處于一種強酸性的環境中,特別是S03的含量隨煙溫的上升而增加的幅度較大,換熱器管束的腐蝕極為明顯,在每次設備大修中都投入較多的資金進行維護或更換以保證設備能夠正常運行。此外在脫硫裝置的管道設計中普遍采用了襯膠管道,大部分的泵也都采用了襯膠泵,從運行情況看來有一定效果,但是在部分設備和設備的某些部位磨損腐蝕仍比較嚴重,增加了設備的維護費用。
3、腐蝕機理
煙氣脫硫裝置中的腐蝕源,其主體是煙氣中所含的SO2。當含硫煙氣處于脫硫階段時,在強制氧化環境下,煙氣中的SO2首先與水反應,生成H2SO3及H2SO4,再與堿性吸收劑(石灰、石灰石)反應生成硫酸鹽沉淀分離。在此階段,工藝環境溫度正好處于稀硫酸活化腐蝕溫度狀態,其腐蝕速度快、滲透能力強,所以其中間產物H2SO3及H2SO4是導致設備腐蝕的主要因素。同時,硫酸液體還會粘附煙氣中的灰塵形成灰垢。除此外,煙氣中所含的NOX、水氣及水中所含的氯離子對金屬也有一定的腐蝕能力。
三、對空預器及脫硫設備低溫腐蝕環境
1、煙氣換熱器
濕法脫硫裝置設備的煙氣換熱器有回轉式煙氣換熱器與管式換熱器兩種類型,回轉式煙氣換熱器主要腐蝕部位為殼壁、換熱元件與傳動軸;管式換熱器的腐蝕部位較多,需要由煙氣含量與降溫換熱器溫度來決定。如果其中煙氣的含塵量不穩定,那么設備在運行中就可能遭遇到沖刷腐蝕,其中最主要的受腐蝕位置就是翅片,有關研究顯示,在FGD入口位置,煙氣SO3濃度與煙溫度是一種正相關的關系,即溫度越高,煙氣SO3濃度就越高,SO3也很容易附著在管道壁上形成硫酸,這就會導致更對的煙塵附著在其中,從而導致設備腐蝕情況加重。此外,如果降溫換熱器翅片中灰塵過多,就會導致整個設備的傳熱效果下降,這不僅影響系統脫硫的效率,還會在一定程度上加重整個換熱器的腐蝕程度。而升溫換熱器在煙氣低溫位置,經過作業后的煙氣溫度為45到50℃,含濕量也達到了飽和狀態,因此,這一區域也會遭受到嚴重的低溫化學腐蝕,如果煙氣中石膏漿液顆粒的含量較大,也會附著在管道外壁之中,這就會引起垢下腐蝕。
2、入口位置的原煙氣煙道
換熱器入口的煙道底部有大量的酸性洗滌物與濕煙氣,在其底板上也會沉淀大量的鹽酸和硫酸混合物,酸性物質會與沉淀發生反應形成鹽類物質。
3、換熱器、吸收塔煙道
煙氣在經過降溫處理后,會出現大量的冷凝液,也會發生腐蝕的情況,特別是在入口煙道位置中,在煙氣與濕飽因素的影響下,會逐漸形成一種干濕界面,這就導致大量的洗滌液在煙道位置聚集,腐蝕情況嚴重。
4、吸收塔出口位置煙道
吸收塔出口有大量的飽和濕煙氣,這些煙氣中有一定量的HCL、SO3與SO2,還有部分漿液液滴會在吸收塔出口位置的煙道中沉積起來,繼而產生腐蝕。 5、吸收塔
在吸收塔下部位置中有大量的漿液,這些漿液是可以實現循環利用的,其中,氯離子的含量較高,漿液也處在攪拌的狀態中,在漿液顆粒的摩擦之下,吸收塔煙氣會處在飽和狀態中,此外,塔壁也會受到洗滌液的影響,發生腐蝕。
6、漿液供應系統
在石灰石漿液之中,懸浮液中含有大量的CaCO3顆粒,若在制備漿液時,過濾水中氯離子含量較高,那就會導致漿液供應系統發生腐蝕。
7、動態設備
在濕法脫硫裝置之中,有著大量的動態設備,如石膏排出泵、循環泵、濾液泵、攪拌器、石膏漿液泵等等,這些動態設備也很容易發生腐蝕,其葉輪與泵殼上很容易出現固體顆粒腐蝕以及介質腐蝕。
四、對空預器及脫硫設備防治低溫腐蝕措施
1、加強入廠煤含硫量的控制,在制定燃煤采購合同時要適當考慮加入煤中含硫量的控制條款,用經濟杠桿,從源頭上減少含硫高的煤進入爐膛,但在近幾年由于供電形式緊張,電煤進入賣方市場的條件下,實行的可能性較小,但可加強對不同煤種的混、配工作,防止高硫、高灰分煤集中進入爐膛。
2、玻璃鱗片數值內襯防腐技術
在科技水平的發展下,各類新型的防腐技術也得到迅速的發展,其中,玻璃鱗片數值內襯防腐技術壓開始在濕法脫硫裝置設備中得到廣泛的應用,其中,鱗片樹脂是一種典型的防腐涂料,玻璃鱗片是由耐酸C型玻璃制成,該種材料可以有效阻擋氣體與液體介質的滲透,該種材料是沿平行方向來排列的,這樣即可有效縮小機體與材料之間的膨脹度,防止設備由于外界因素的影響而發生剝落與龜裂。
3、橡膠內襯防腐技術
橡膠的價格便宜,其耐磨性、彈性以及化學穩定性也十分的理想,如果其結構發生變化,橡膠能夠隨之一起發生變化,并不會出現裂紋,因此,橡膠也在工業生產中得到了廣泛的應用,種種實踐都顯示,將丁基橡膠與氯丁橡膠應用在濕法脫硫裝置設備中可以有效提升設備的耐腐蝕性能,在進行應用時,需要確定好片狀耐蝕橡膠板的厚度,將其貼合在脫硫裝置設備的給定表面,形成一種保護層,這樣即可隔絕基體與介質的反應,從而達到良好的防腐蝕效果。
4、加強對空氣預熱器出、入口差壓的監視,特別是在冬季氣溫急劇下降時更應注意,同時保證換熱器冷端溫度比煙氣露點溫度高,當發現空氣預熱器出、入口一次風、二次風及煙氣差壓異常時,應加強調整,加強吹灰,吹灰前要將蒸汽疏水徹底排干凈,并盡可能保持高負荷,如采取措施后仍不見好轉,則只能利用停機機會及時對空預器進行水沖洗,沖洗后投入運行前必須利用鍋爐余熱甚至啟動引、送風機強制通風,充分干燥,避免煙灰粘附在換熱面上,防止堵灰加劇。
5、由于濕法脫硫后煙氣腐蝕性等級增高,為此,除了加強脫硫設備的防腐能力外,必須有效保證除霧器、煙氣加熱器的投入及工作正常,即脫硫后煙氣的再熱溫度應加熱到酸露點溫度以上,并盡量留有一定的裕度,以減輕煙氣增濕、避免殘余氣態S03蒸汽的結露,同時保證經過吸收塔入口降溫換熱器冷卻后的GGH熱媒水溫度不過低,一般控制在75℃,確保換熱器管束表面溫度,避免入口發生結露腐蝕。
五、結束語
綜上所述,本文重點對對空預器及脫硫設備低溫腐蝕性研究的意義,危害個原理進行了詳細的分析,并針對這些問題提出了防腐蝕的措施,便于相關的技術人員使用。
參考文獻
[1]張翔書.低溫腐蝕對空預器及脫硫設備腐蝕性探討[C].//全國火電大機組競賽年會.2014.
[2]常春梅,劉江濤.對空預器及脫硫設備低溫腐蝕性探討[J].內蒙古石油化工,2010,(8).
文章標題:核心期刊論文發表對空預器及脫硫設備低溫腐蝕性探討
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