Kaj je nizkotemperaturna korozija kotla?
Korozija zaradi žveplove kisline, ki se pojavi na zadnji grelni površini kotla (ekonomizator, predgrelnik zraka), se imenuje nizkotemperaturna korozija, ker so temperature dimnih plinov in sten cevi v zadnjem delu grelne površine nizke. Po nizkotemperaturni koroziji v cevi ekonomizatorja lahko v kratkem času pride do puščanja, kar predstavlja varnostno tveganje. Zaustavitev peči zaradi popravil bo povzročila tudi večje gospodarske izgube.
Glavni vzrok nizkotemperaturne korozije kotlov
Žveplo v gorivu sežge in tvori žveplov dioksid (S+O2=SO2). Žveplov dioksid se pod delovanjem katalizatorja nadalje oksidira in tvori žveplov trioksid (2SO2+O2=2S03). SO3 in vodna para v dimnih plinih tvorita pare žveplove kisline (SO3+H2O =H2SO4). Prisotnost hlapov žveplove kisline znatno poveča rosišče dimnih plinov. Ker je temperatura zraka v predgrelniku zraka nizka, temperatura dimnih plinov v predgrelniku ni visoka, temperatura sten pa je pogosto nižja od rosišča dimnih plinov. Na ta način se hlapi žveplove kisline kondenzirajo na grelni površini predgrelnika zraka in povzročajo korozijo zaradi žveplove kisline. Nizkotemperaturna korozija se pogosto pojavlja v predgrelnikih zraka, ko pa je vsebnost žvepla v gorivu visoka, koeficient presežnega zraka velik, vsebnost SO3 v dimnih plinih visoka, rosišče kisline se dvigne in temperatura dovodne vode je nizka (turbina se pri visoki temperaturi deaktivira), lahko tudi cev ekonomizerja trpi zaradi nizkotemperaturne korozije.
Primer nizkotemperaturne korozije kotla
Kotel s krožečim fluidiziranim slojem v podjetju je bil občasno vklopljen manj kot eno leto, pri čemer je več cevi v spodnji cevi ekonomizerja imelo perforacije in puščanje. Gorivo kotla je mešanica bituminoznega premoga in blata, material cevi ekonomizerja je jeklo 20 (GB/T 3087-2008), temperatura na vstopu v ekonomizer pa je običajno nižja od 100 °C.
Vzroki za perforacijo in puščanje ekonomizerske cevi so bili analizirani z analizo sestave materiala, preizkusom mehanskih lastnosti, metalografsko analizo, morfologijo in analizo energijskega spektra z vrstičnim elektronskim mikroskopom, fazno analizo z rentgensko difrakcijo itd. Analiza je pokazala, da ekonomizerska cev deluje pri nizki temperaturi, korozijski produkti pa vsebujejo veliko količino elementov S in Cl. Zunanja stena ekonomizerske cevi je med delovanjem pri nizkih temperaturah izpostavljena nizkotemperaturni koroziji, med izklopom pa kislinski koroziji, kar na koncu vodi do varčevanja s premogom. Cev je korodirana, perforirana in pušča.
Ukrepi za preprečevanje korozije pri nizkih temperaturah
1. Zvišajte temperaturo stene cevi predgrelnika zraka, tako da bo temperatura stene višja od rosišča dimnih plinov.
2. Dimnim plinom dodajte dodatke za nevtralizacijo SO3 in preprečevanje nastajanja hlapov žveplove kisline. 3. Za izdelavo predgrelnikov zraka in ekonomizatorjev uporabite materiale, odporne proti koroziji pri nizkih temperaturah.
4. Za zmanjšanje presežka kisika v dimnih plinih ter preprečevanje in zmanjšanje pretvorbe SO2 v SO3 uporabite zgorevanje z nizko vsebnostjo kisika.
5. Z zaznavanjem temperature rosišča kisline je mogoče natančno določiti rosišče kisline v določenih delovnih pogojih, s čimer se prilagodi temperatura izpušnih plinov, da se dosežejo najboljši pogoji za varčevanje z energijo in podaljša življenjska doba kotla.
Čas objave: 30. november 2023
