何謂露點(diǎn)(低溫)腐蝕?如何解決這類問題
在很多煤化工廠、電廠等都會(huì)發(fā)生露點(diǎn)腐蝕的現(xiàn)象。
燃料在燃燒時(shí),其中的氫(H)和氧(O)化合生成水蒸氣(H2O),而燃燒器大部分又采用蒸汽霧化,因而使?fàn)t子中的煙氣帶有大量的水蒸氣。另外,燃料中的硫(S)在燃燒后生成二氧化硫(SO2),其中少量的SO2進(jìn)一步又氧化成三氧化硫(SO3),三氧化硫與煙氣中的水蒸氣結(jié)合生成硫酸(H2SO4)。
含有硫酸蒸汽的煙氣露點(diǎn)大為升高,當(dāng)受熱面的壁溫低于露點(diǎn)時(shí),含有硫酸的蒸汽就會(huì)在受熱面上凝結(jié)成含有硫酸的液體,對(duì)受熱面產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。因?yàn)樗窃跍囟容^低的受熱面上發(fā)生的腐蝕,故稱為低溫腐蝕。由于只有在受熱面上結(jié)露后才發(fā)生這種腐蝕,所以又稱露點(diǎn)腐蝕。
根據(jù)含腐蝕介質(zhì)的不同,露點(diǎn)腐蝕分為煙氣露點(diǎn)腐蝕、硫酸露點(diǎn)溫度、鹽酸露點(diǎn)溫度、硝酸露點(diǎn)溫度等類型。
一、露點(diǎn)腐蝕易產(chǎn)生部位
1、加熱爐和鍋爐
含有HCl、CO2、SO2、SO3、NOX等的煙氣在爐低溫部位冷凝產(chǎn)生酸性腐蝕,包括空氣預(yù)熱器、省煤器、對(duì)流段冷進(jìn)料、爐壁、煙囪等。
2、管道或設(shè)備內(nèi)
設(shè)備及管道的盲腸部位、關(guān)閉的旁路、帶保溫堵頭的冷端、管道一側(cè)有冷卻介質(zhì)使另一側(cè)局部冷凝腐蝕,塔頂回流部位等。
常見有危害性的部位包括加熱爐對(duì)流段、爐壁、鍋爐空氣預(yù)熱器、氣化爐各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)、合成氣管道導(dǎo)淋、引壓點(diǎn)及溫度測點(diǎn)。
二、露點(diǎn)腐蝕的特點(diǎn)
露點(diǎn)腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕,表現(xiàn)形式包括均勻腐蝕、點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕裂紋、氫誘導(dǎo)開裂等。隨冷卻溫度降低,冷凝液酸濃度由高到低,腐蝕由低→高→低。
露點(diǎn)腐蝕在煤化工各種設(shè)備的內(nèi)外大量存在,內(nèi)部由工藝介質(zhì)腐蝕,外部由大氣和各種腐蝕介質(zhì)組合腐蝕。
三、腐蝕速率和低溫腐蝕規(guī)律
影響金屬腐蝕速率主要有凝結(jié)的酸量、酸露的濃度和金屬壁溫三個(gè)因素。
當(dāng)壁溫較高,稍低于露點(diǎn)時(shí),壁面凝結(jié)的酸量很少,腐蝕速度很慢。隨著壁溫降低,凝結(jié)酸量增加,腐蝕速率顯著增加。通常最大腐蝕點(diǎn)的壁溫比露點(diǎn)約低20~45℃。當(dāng)壁溫進(jìn)一步降低時(shí),凝結(jié)的酸量已足夠,此時(shí)腐蝕速率與酸濃度幾乎無關(guān),而僅僅取決于壁溫。隨著壁溫的降低,酸露中酸濃度也隨之降低。雖然酸露中酸濃度的降低使腐蝕速率增加,但壁溫對(duì)腐蝕速率的影響大于酸濃度對(duì)腐蝕速率的影響,因此腐蝕速率下降。下降至一定程度后,由于濃度的影響超過了壁溫的影響,隨著壁溫的降低,腐蝕速率又會(huì)加快。
四、防止煙氣露點(diǎn)腐蝕的措施
1) 采用清潔燃料;
2) 低空氣過剩系數(shù);
3) 燃料充分燃燒;
4) 提高進(jìn)料溫度使管壁溫度在露點(diǎn)溫度之上(一般露點(diǎn)溫度當(dāng)燃料含硫大于2%取150℃,管內(nèi)介質(zhì)溫度取135℃,面積足夠的情況下煙氣溫度220℃);
5) 提高設(shè)備殼體壁溫(加熱爐90~100℃,F(xiàn)CC再生器180℃);
6) 采用耐腐蝕材料:鎳基合金C-276,C-22;ND鋼,含銅和鉻合金,外涂覆(氟橡膠、搪瓷、高溫涂料、噴不銹鋼+涂料封閉等);
7) 添加劑:中和/抑制生成硫酸,如MgO,Mg(HO)2,不僅中和硫,而且中和V5O2;
8) 爐壁用涂料保護(hù);
9) 爐隔熱襯里采用致密材料,防止煙氣竄透。
五、其他預(yù)防措施
1)加強(qiáng)保溫或提高壁溫,在很多煤化工廠發(fā)現(xiàn)設(shè)備及管道存在露點(diǎn)腐蝕之后,通過增加伴熱的方式來提高設(shè)備及管道的本體溫度來防止露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生;
2)設(shè)計(jì)時(shí)防止局部過冷,在必要時(shí)采用耐腐蝕材料。例如:蒸餾裝置常壓塔頂三層塔盤用MONEL合金,頂封頭襯MONEL鋼板,冷凝器管用MONEL或鈦材料;
3)注意氣候變化,在強(qiáng)風(fēng)或暴雨影響壁溫部位加阻擋設(shè)施。
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