Príčiny a preventívne opatrenia nízkoteplotnej korózie parných generátorov

Čo je to nízkoteplotná korózia kotla?

Korózia kyselinou sírovou, ktorá sa vyskytuje na zadnej vykurovacej ploche kotla (ekonomizér, predhrievač vzduchu), sa nazýva nízkoteplotná korózia, pretože teploty spalín a stien rúrok v časti zadnej vykurovacej plochy sú nízke. Po vzniku nízkoteplotnej korózie v rúrke ekonomizéra môže v krátkom čase dôjsť k úniku, čo predstavuje bezpečnostné riziko. Odstavenie pece z dôvodu opravy tiež spôsobí väčšie ekonomické straty.

Hlavná príčina nízkoteplotnej korózie kotlov

Síra v palive sa spaľuje za vzniku oxidu siričitého (S+O2=SO2). Oxid siričitý sa ďalej oxiduje pôsobením katalyzátora za vzniku oxidu sírového (2SO2+O2=2S03). SO3 a vodná para v spalinách vytvárajú pary kyseliny sírovej (SO3+H2O =H2SO4). Prítomnosť pár kyseliny sírovej výrazne zvyšuje rosný bod spalín. Keďže teplota vzduchu v predhrievači vzduchu je nízka, teplota spalín v sekcii predhrievača nie je vysoká a teplota steny je často nižšia ako rosný bod spalín. Týmto spôsobom sa pary kyseliny sírovej kondenzujú na vykurovacej ploche predhrievača vzduchu, čo spôsobuje koróziu kyselinou sírovou. Nízkoteplotná korózia sa v predhrievačoch vzduchu často vyskytuje, ale keď je obsah síry v palive vysoký, koeficient prebytku vzduchu je veľký, obsah SO3 v spalinách je vysoký, rosný bod kyseliny stúpa a teplota napájacej vody je nízka (turbína sa pri vysokej teplote deaktivuje), môže nízkoteplotnou koróziou trpieť aj rúrka ekonomizéra.

Prípad korózie kotla pri nízkych teplotách

Kotol s cirkulujúcim fluidným lôžkom jednej spoločnosti bol uvedený do prevádzky s prestávkami na menej ako rok a viaceré potrubia v spodnej rúrke ekonomizéra trpeli perforáciou a netesnosťami. Palivo kotla je zmes čierneho uhlia a kalu, materiál rúrky ekonomizéra je oceľ 20 (GB/T 3087-2008) a vstupná teplota ekonomizéra je vo všeobecnosti nižšia ako 100 °C.

Príčiny perforácie a úniku z ekonomizérovej rúrky boli analyzované pomocou analýzy zloženia materiálu, skúšky mechanických vlastností, metalografickej analýzy, morfológie a energetického spektra pomocou skenovacieho elektrónového mikroskopu, fázovej analýzy röntgenovej difrakcie atď. Analýza zistila, že ekonomizérová rúrka pracuje pri nízkej teplote a produkty korózie obsahujú veľké množstvo prvkov S a Cl. Vonkajšia stena ekonomizérovej rúrky trpí nízkoteplotnou koróziou pri prevádzke pri nízkych teplotách a kyslou koróziou počas odstavenia, čo v konečnom dôsledku vedie k úspore uhlia. Potrubie je skorodované, perforované a netesné.

Opatrenia na ochranu pred koróziou pri nízkych teplotách
1. Zvýšte teplotu steny rúrky predhrievača vzduchu tak, aby teplota steny bola vyššia ako rosný bod spalín.
2. Pridajte do spalín prísady na neutralizáciu SO3 a zabránenie tvorbe pár kyseliny sírovej. 3. Na výrobu predhrievačov vzduchu a ekonomizérov použite materiály odolné voči nízkoteplotnej korózii.
4. Na zníženie prebytku kyslíka v spalinách a zabránenie a zníženie premeny SO2 na SO3 použite spaľovanie s nízkym obsahom kyslíka.
5. Zistením teploty rosného bodu kyseliny je možné presne určiť rosný bod kyseliny za určitých prevádzkových podmienok, čím sa upraví teplota výfukových plynov tak, aby sa dosiahli najlepšie podmienky pre úsporu energie a predĺženie životnosti kotla.