Co je to nízkoteplotní koroze kotle?
Koroze kyselinou sírovou, ke které dochází na zadní topné ploše kotle (ekonomizér, předehřívač vzduchu), se nazývá nízkoteplotní koroze, protože teploty spalin a stěn trubek v části zadní topné plochy jsou nízké. Po vzniku nízkoteplotní koroze v trubce ekonomizéru může v krátké době dojít k netěsnosti, což představuje bezpečnostní riziko. Odstavení pece z důvodu opravy také způsobí větší ekonomické ztráty.
Hlavní příčina nízkoteplotní koroze kotlů
Síra v palivu se spaluje za vzniku oxidu siřičitého (S+O2=SO2). Oxid siřičitý se dále oxiduje působením katalyzátoru za vzniku oxidu sírového (2SO2+O2=2S03). SO3 a vodní pára ve spalinách vytvářejí páry kyseliny sírové (SO3+H2O =H2SO4). Přítomnost páry kyseliny sírové výrazně zvyšuje rosný bod spalin. Vzhledem k nízké teplotě vzduchu v předehřívači vzduchu není teplota spalin v sekci předehřívače vysoká a teplota stěn je často nižší než rosný bod spalin. Tímto způsobem páry kyseliny sírové kondenzují na topné ploše předehřívače vzduchu, což způsobuje korozi kyselinou sírovou. Nízkoteplotní koroze se u předehřívačů vzduchu často vyskytuje, ale když je obsah síry v palivu vysoký, koeficient přebytku vzduchu je velký, obsah SO3 ve spalinách je vysoký, rosný bod kyseliny stoupá a teplota napájecí vody je nízká (turbína se při vysoké teplotě deaktivuje), může nízkoteplotní korozí trpět i trubka ekonomizéru.
Případ koroze kotle při nízkých teplotách
Kotel s cirkulujícím fluidním ložem jedné společnosti byl uveden do provozu s přestávkami po dobu kratší než rok a několik trubek ve spodním ekonomizéru trpělo perforacemi a netěsnostmi. Palivem v kotli je směs černého uhlí a kalu, materiál trubek ekonomizéru je ocel 20 (GB/T 3087-2008) a vstupní teplota ekonomizéru je obecně nižší než 100 °C.
Příčiny perforace a netěsnosti ekonomizační trubky byly analyzovány pomocí analýzy složení materiálu, testů mechanických vlastností, metalografické analýzy, morfologie a energetického spektra pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu, fázové analýzy rentgenové difrakce atd. Analýza zjistila, že ekonomizační trubka pracuje při nízké teplotě a korozní produkty obsahují velké množství prvků S a Cl. Vnější stěna ekonomizační trubky trpí nízkoteplotní korozí při provozu za nízkých teplot a kyselou korozí během odstávky, což v konečném důsledku vede k úspoře uhlí. Potrubí je zkorodované, perforované a netěsné.
Opatření pro prevenci koroze při nízkých teplotách
1. Zvyšte teplotu stěny trubky předehřívače vzduchu tak, aby teplota stěny byla vyšší než rosný bod spalin.
2. Přidejte do spalin přísady, které neutralizují SO3 a zabrání tvorbě par kyseliny sírové. 3. Použijte materiály odolné proti nízkoteplotní korozi k výrobě předehřívačů vzduchu a ekonomizérů.
4. Používejte spalování s nízkým obsahem kyslíku ke snížení přebytečného kyslíku ve spalinách a k prevenci a snížení přeměny SO2 na SO3.
5. Detekcí teploty rosného bodu kyseliny lze přesně zjistit rosný bod kyseliny za určitých provozních podmínek, čímž se upraví teplota výfukových plynů a dosáhne se nejlepších podmínek pro úsporu energie a prodloužení životnosti kotle.
Čas zveřejnění: 30. listopadu 2023
