Wat is lagetemperatuurcorrosie in een ketel?
Zwavelzuurcorrosie die optreedt aan het achterste verwarmingsoppervlak van de ketel (economizer, luchtvoorverwarmer) wordt lagetemperatuurcorrosie genoemd omdat de rookgas- en buiswandtemperaturen in het achterste verwarmingsoppervlak laag zijn. Nadat lagetemperatuurcorrosie in de economizerbuis is opgetreden, kan er binnen korte tijd lekkage optreden, wat veiligheidsrisico's met zich meebrengt. Het stilleggen van de ketel voor reparaties zal ook grotere economische verliezen veroorzaken.
De belangrijkste oorzaak van lagetemperatuurcorrosie van ketels
De zwavel in de brandstof wordt verbrand tot zwaveldioxide (S+O2=SO2). Het zwaveldioxide wordt onder invloed van de katalysator verder geoxideerd tot zwaveltrioxide (2SO2+O2=2S03). SO3 en de waterdamp in het rookgas genereren zwavelzuurdamp (SO3+H2O = H2SO4). De aanwezigheid van zwavelzuurdamp verhoogt het dauwpunt van het rookgas aanzienlijk. Omdat de luchttemperatuur in de luchtvoorverwarmer laag is, is de rookgastemperatuur in het voorverwarmgedeelte niet hoog en is de wandtemperatuur vaak lager dan het dauwpunt van het rookgas. Op deze manier condenseert zwavelzuurdamp op het verwarmingsoppervlak van de luchtvoorverwarmer, wat leidt tot zwavelzuurcorrosie. Lagetemperatuurcorrosie treedt vaak op in luchtvoorverwarmers, maar als het zwavelgehalte in de brandstof hoog is, de overmatige luchtcoëfficiënt groot is, het SO3-gehalte in het rookgas hoog is, het zuurdauwpunt stijgt en de temperatuur van het voedingswater laag is (de turbine wordt bij hoge temperatuur uitgeschakeld), kan de economiserbuis ook last hebben van lagetemperatuurcorrosie.
Corrosiegeval bij lage temperaturen van de ketel
De circulerende wervelbedketel van een bedrijf was minder dan een jaar met tussenpozen in bedrijf, waardoor meerdere leidingen in de onderste economizerleiding te kampen hadden met perforaties en lekkages. De ketelbrandstof is een mengsel van bitumineuze kool en slib, de buis van de economizer is gemaakt van 20-staal (GB/T 3087-2008) en de inlaattemperatuur van de economizer is over het algemeen lager dan 100 °C.
De oorzaken van de perforatie en lekkage van de economizerbuis werden geanalyseerd door middel van materiaalcompositieanalyse, mechanische eigenschappentest, metallografische analyse, rasterelektronenmicroscoopmorfologie en energiespectrumanalyse, röntgendiffractiefaseanalyse, enz. Uit de analyse bleek dat de economizerbuis op lage temperatuur werkt en dat de corrosieproducten een grote hoeveelheid S- en Cl-elementen bevatten. De buitenwand van de economizerbuis lijdt aan lagetemperatuurcorrosie bij lage temperatuur en zuurcorrosie tijdens stilstand, wat uiteindelijk leidt tot een besparing van kolen. De buis is gecorrodeerd, geperforeerd en lekt.
Maatregelen ter voorkoming van corrosie bij lage temperaturen
1. Verhoog de wandtemperatuur van de luchtvoorverwarmerbuis, zodat de wandtemperatuur hoger is dan het dauwpunt van het rookgas.
2. Voeg additieven toe aan het rookgas om SO3 te neutraliseren en de vorming van zwavelzuurdamp te voorkomen. 3. Gebruik corrosiebestendige materialen die bestand zijn tegen lage temperaturen om luchtvoorverwarmers en economizers te maken.
4. Gebruik zuurstofarme verbranding om de hoeveelheid overtollig zuurstof in de rookgassen te verminderen en de omzetting van SO2 in SO3 te voorkomen en verminderen.
5. Door de zuurdauwpunttemperatuur te detecteren, kan het zuurdauwpunt onder bepaalde werkomstandigheden nauwkeurig worden bepaald. Zo kan de temperatuur van de uitlaatgassen worden aangepast om de beste omstandigheden voor energiebesparing te creëren en de levensduur van de ketel te verlengen.
Plaatsingstijd: 30-11-2023
