Was ist Kesselkorrosion bei niedrigen Temperaturen?
Schwefelsäurekorrosion an der hinteren Heizfläche des Kessels (Economizer, Luftvorwärmer) wird als Niedertemperaturkorrosion bezeichnet, da die Rauchgas- und Rohrwandtemperaturen im hinteren Heizflächenbereich niedrig sind. Nach Auftreten der Niedertemperaturkorrosion im Economizer-Rohr kann es innerhalb kurzer Zeit zu Undichtigkeiten kommen, die Sicherheitsrisiken bergen. Eine Abschaltung des Ofens für Reparaturen führt zudem zu größeren wirtschaftlichen Verlusten.
Die Hauptursache für Niedertemperaturkorrosion von Kesseln
Der Schwefel im Brennstoff wird zu Schwefeldioxid (S+O2=SO2) verbrannt. Dieses Schwefeldioxid wird unter der Einwirkung des Katalysators weiter zu Schwefeltrioxid (2SO2+O2=2S03) oxidiert. SO3 und der Wasserdampf im Rauchgas erzeugen Schwefelsäuredampf (SO3+H2O =H2SO4). Schwefelsäuredampf erhöht den Taupunkt des Rauchgases deutlich. Da die Lufttemperatur im Luftvorwärmer niedrig ist, ist auch die Rauchgastemperatur im Vorwärmerabschnitt niedrig, und die Wandtemperatur liegt oft unter dem Taupunkt des Rauchgases. Dadurch kondensiert Schwefelsäuredampf an der Heizfläche des Luftvorwärmers und verursacht Schwefelsäurekorrosion. Niedertemperaturkorrosion tritt häufig in Luftvorwärmern auf, aber wenn der Schwefelgehalt im Brennstoff hoch ist, der Luftüberschusskoeffizient groß ist, der SO3-Gehalt im Rauchgas hoch ist, der Säuretaupunkt ansteigt und die Speisewassertemperatur niedrig ist (die Turbine wird bei hoher Temperatur deaktiviert), kann das Economizer-Rohr auch unter Niedertemperaturkorrosion leiden.
Kesselkorrosion bei niedrigen Temperaturen
Der Wirbelschichtkessel eines Unternehmens war weniger als ein Jahr lang mit Unterbrechungen in Betrieb. Mehrere Rohre im unteren Economizer-Rohr wiesen Perforationen und Undichtigkeiten auf. Der Kesselbrennstoff ist eine Mischung aus Steinkohle und Schlamm, das Economizer-Rohrmaterial besteht aus 20-Stahl (GB/T 3087-2008), und die Economizer-Eintrittstemperatur liegt in der Regel unter 100 °C.
Die Ursachen für die Perforation und Undichtigkeit des Economizer-Rohrs wurden mithilfe von Materialzusammensetzungsanalysen, Tests mechanischer Eigenschaften, metallografischen Analysen, Rasterelektronenmikroskop-Morphologie- und Energiespektrumanalysen sowie Röntgen-Phasenanalysen untersucht. Die Analyse ergab, dass das Economizer-Rohr bei niedrigen Temperaturen betrieben wird und die Korrosionsprodukte einen hohen Anteil an S- und Cl-Elementen enthalten. Die Außenwand des Economizer-Rohrs ist im Niedertemperaturbetrieb von Niedertemperaturkorrosion und während der Abschaltung von Säurekorrosion betroffen, was letztendlich zu Kohleeinsparungen führt. Das Rohr ist korrodiert, perforiert und undicht.
Maßnahmen zur Verhinderung von Korrosion bei niedrigen Temperaturen
1. Erhöhen Sie die Wandtemperatur des Luftvorwärmerrohrs, sodass die Wandtemperatur höher ist als der Taupunkt des Rauchgases.
2. Fügen Sie dem Rauchgas Additive hinzu, um SO3 zu neutralisieren und die Entstehung von Schwefelsäuredampf zu verhindern. 3. Verwenden Sie korrosionsbeständige Materialien bei niedrigen Temperaturen, um Luftvorwärmer und Economizer herzustellen.
4. Verwenden Sie eine sauerstoffarme Verbrennung, um überschüssigen Sauerstoff im Rauchgas zu reduzieren und die Umwandlung von SO2 in SO3 zu verhindern und zu reduzieren.
5. Durch die Erfassung der Säuretaupunkttemperatur kann der Säuretaupunkt unter bestimmten Arbeitsbedingungen genau ermittelt und dadurch die Abgastemperatur angepasst werden, um die besten Bedingungen zur Energieeinsparung und Verlängerung der Lebensdauer des Kessels zu erreichen.
Veröffentlichungszeit: 30. November 2023
