علل و اقدامات پیشگیرانه خوردگی در دمای پایین مولدهای بخار

خوردگی در دمای پایین دیگ بخار چیست؟

خوردگی اسید سولفوریک که در سطح گرمایش عقبی دیگ بخار (اکونومایزر، پیش گرمکن هوا) رخ می‌دهد، خوردگی دمای پایین نامیده می‌شود زیرا دمای گاز دودکش و دیواره لوله در بخش سطح گرمایش عقبی پایین است. پس از وقوع خوردگی دمای پایین در لوله اکونومایزر، ممکن است در مدت زمان کوتاهی نشتی رخ دهد و خطرات ایمنی را به همراه داشته باشد. خاموش کردن کوره برای تعمیرات نیز باعث ضررهای اقتصادی بیشتری خواهد شد.

علت اصلی خوردگی دیگ‌های بخار در دمای پایین

گوگرد موجود در سوخت سوزانده می‌شود و دی اکسید گوگرد (S+O2=SO2) تشکیل می‌دهد. دی اکسید گوگرد تحت تأثیر کاتالیزور بیشتر اکسید می‌شود و تری اکسید گوگرد (2SO2+O2=2S03) تشکیل می‌دهد. SO3 و بخار آب موجود در گاز دودکش، بخار اسید سولفوریک (SO3+H2O =H2SO4) تولید می‌کنند. وجود بخار اسید سولفوریک به طور قابل توجهی نقطه شبنم گاز دودکش را افزایش می‌دهد. از آنجایی که دمای هوا در پیش گرمکن هوا پایین است، دمای گاز دودکش در بخش پیش گرمکن بالا نیست و دمای دیواره اغلب کمتر از نقطه شبنم گاز دودکش است. به این ترتیب، بخار اسید سولفوریک روی سطح گرمایش پیش گرمکن هوا متراکم می‌شود و باعث خوردگی اسید سولفوریک می‌شود. خوردگی در دمای پایین اغلب در پیش گرمکن‌های هوا رخ می‌دهد، اما وقتی میزان گوگرد در سوخت زیاد باشد، ضریب هوای اضافی زیاد باشد، میزان SO3 در گاز دودکش زیاد باشد، نقطه شبنم اسید بالا رود و دمای آب تغذیه پایین باشد (توربین در دمای بالا غیرفعال شود)، لوله اکونومایزر نیز ممکن است دچار خوردگی در دمای پایین شود.

مورد خوردگی در دمای پایین دیگ بخار

دیگ بخار بستر سیال در گردش یک شرکت به طور متناوب و کمتر از یک سال به بهره برداری رسید و چندین لوله در لوله اکونومایزر پایینی دچار سوراخ شدن و نشتی شدند. سوخت دیگ بخار ترکیبی از زغال سنگ قیری و لجن است، جنس لوله اکونومایزر از فولاد 20 (GB/T 3087-2008) است و دمای ورودی اکونومایزر عموماً کمتر از 100 درجه سانتیگراد است.

دلایل سوراخ شدن و نشتی لوله اکونومایزر از طریق آنالیز ترکیب مواد، آزمایش خواص مکانیکی، آنالیز متالوگرافی، مورفولوژی میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز طیف انرژی، آنالیز فاز پراش اشعه ایکس و غیره مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. این تجزیه و تحلیل نشان داد که لوله اکونومایزر در دمای پایین کار می‌کند و محصولات خوردگی حاوی مقدار زیادی عناصر S و Cl هستند. دیواره خارجی لوله اکونومایزر در حین کار در دمای پایین دچار خوردگی در دمای پایین و در حین خاموش شدن دچار خوردگی اسیدی می‌شود که در نهایت منجر به صرفه‌جویی در مصرف زغال سنگ می‌شود. لوله دچار خوردگی، سوراخ شدن و نشتی شده است.

اقدامات پیشگیری از خوردگی در دمای پایین
۱. دمای دیواره لوله پیش گرمکن هوا را افزایش دهید تا دمای دیواره بالاتر از نقطه شبنم گاز دودکش باشد.
۲. افزودنی‌هایی به گاز دودکش اضافه کنید تا SO3 را خنثی کرده و از تولید بخار اسید سولفوریک جلوگیری کند. ۳. از مواد مقاوم در برابر خوردگی در دمای پایین برای ساخت پیش‌گرمکن‌های هوا و اکونومایزرها استفاده کنید.
۴. از احتراق کم اکسیژن برای کاهش اکسیژن اضافی در گاز دودکش و جلوگیری و کاهش تبدیل SO2 به SO3 استفاده کنید.
۵. با تشخیص دمای نقطه شبنم اسید، می‌توان نقطه شبنم اسید را در شرایط کاری خاص به طور دقیق مشخص کرد و از این طریق دمای گاز خروجی را تنظیم کرد تا به بهترین شرایط برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و افزایش طول عمر دیگ بخار دست یافت.