（哈尔滨锅炉厂预热器有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150046）
摘要：余热回收系统主要由前置预热器、暖风器、空气预热器、鼓引风机及烟风道等设备构成，其中前置预热器采用螺纹管，管内介质为两炉热烟气，管外介质为经空气预热器预热后的空气；暖风器采用两组圆形翅片管，管内介质为常二线油，管外介质为鼓风机送入的冷空气，竖直安装，上端为空气室，下端为烟气室。
关键词：余热炉露点腐蚀；防治
为了保护设备，往往需要提高烟气最终排放温度，使设备表面的温度高于露点温度，从而防止或减少结露产生酸腐蚀。随着炼油厂对节能降耗的要求越来越高。烟气酸露点腐蚀成为降低管式炉排烟温度、提高热效率的主要障碍，给炼油厂带来巨大困扰。
一、概述
余热锅炉燃烧所需的燃料都含有硫及其化合物，燃烧时燃料中的硫化物与空气中的氧发生反应生成三氧化硫，三氧化硫与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽在省煤器管上发生结露生成硫酸，从而对碳钢管造成腐蚀。露点腐蚀温度与燃料中的硫元素含量及烟气中的水蒸汽分压有关。一般来说二者成正比关系。其它如触媒、过氧燃烧、积灰等都有不良影响，尽量提高省煤器管壁温度，阻止酸气结露的发生。
二、余热炉露点腐蚀
1.腐蚀主要是由于燃料中含硫等腐蚀性成分，燃烧后产生SOX，气体和蒸汽所致硫燃烧后一般先生成S02，在过剩空气系数较大的燃烧情况下，极少数的SO2继续与高温下分解出来的氧原子反应生成SO3，。过剩空气系数越大，由SO2转化成S03的几率越大。通常情况下，SO3与蒸汽并不立即反应生成硫酸蒸气，只有在SO3和H20气体达到一定浓度、温度低于200℃才会反应生成硫酸蒸气。当设备表面温度低于酸露点时，硫酸蒸气在壁面冷凝，从而对设备表面产生腐蚀。另外，烟气中的飞灰也可能被硫酸粘结，在设备表面形成积灰。这种积灰多附着在前置预热器的管程和热管预热器的翅片上，一方面对预热器造成堵塞，另一方面也更容易吸附烟气中的SO3，从而加剧金属的腐蚀。影响露点因素很多，主要有如下几点：（1）燃料中含H量高或烟气中的蒸汽含量多，则露点升高；（2）燃料中含硫或硫化氢多，则烟气中的S02量增加。若过剩氧多，则SO2转化成SO3的量增多，露点温度升高；（3）在烟气中的蒸汽含量一定时，燃料中含S量越多，露点温度越高，则在受热面上冷凝液体中硫酸浓度越大。
2.余热回收系统设备腐蚀分析。不同性质的燃料，其硫含量不同，酸露点的差异也较大。前述常减压炉燃料为油气混烧，当烟气中的SOX的体积含量在0.0025％时，烟气的硫酸露点腐蚀温度为132℃；当其体积含量达到O.0085％时，烟气的硫酸露点腐蚀温度上升为171℃。根据燃料情况，加热炉排烟温度控制在175±5℃为宜。并且为了解决系统积灰问题曾多次进行水冲洗，使恢复运行初期系统内水分增加，无形中又为露点腐蚀提供了更适宜的条件。在正常运行过程中，由于从炉膛到引风机入口段烟道均为负压操作，常常会因封闭不严、造成漏风现象，会不同程度地降低烟气的温度，从而接近或达到酸露点，加剧设备腐蚀。在生产出现波动或加热炉低负荷运行时，一般会通过调节鼓风机出力增加送风量及开大风道蝶阀挡板来维持加热炉正常运行，这时空气过剩系数偏大，烟气含氧量偏高，酸露点升高；同时空气预热器尾部及后烟道烟气温度也随之下降，更多的热管和设备表面处于结露区，造成腐蚀加剧。
三、防治
1.严格控制排烟温度。在实际运行操作中，排烟温度是一个极其关键的运行控制指标。排烟温度对改善余热回收系统烟气低温段尤其是热管低温烟气段的露点腐蚀状况起着重要的作用，因此严格控制排烟温度显得十分重要。
另外，要搞好加热炉的均衡平稳操作，尽量避免大的负荷和操作波动，改善燃烧器的燃烧状况，在一定程度上也会降低露点腐蚀的危害。提高材质主要采用的方法有如下几种：
（1）热管式空气预热器低温段下部管壁加厚；热管管壁、翅片刷耐酸涂料；低温烟道内衬保温防腐蚀衬里；引风机筒体及叶轮刷防腐蚀涂料等，在一定程度上可延缓腐蚀周期。
（2）热管低温段管束采用耐露点腐蚀的ND钢，达到抗腐蚀的目的。
（3）采用新型燃烧器，改善燃料油雾化状况，降低烟气氧含量，降低烟气中SO3含量。
（4）热管空气预热器增设吹灰设施，减少积灰，减少含硫灰分的滞留。（5）做好整个烟、风道系统的防蚀、保温、密封工作。
2.在保持原有排烟温度的情况下，通过调节热管的结构在一定范围内改变管壁温度。在总热阻中，包括热管烟气侧的换热热阻、烟气侧管壁导热热阻、蒸发段换热热阻、凝结段换热热阻、空气侧管壁导热热阻以及空气侧的换热热阻，其中烟气对管壁的换热热阻以及空气与热管冷却段的换热热阻在总热阻中所占的比例很大，两者的总和一般超过90%，调节这2 部分可以使它们在总热阻中的比例发生变化，加热侧最低壁温也会随之变化。通过调节热管管长、翅片高度、翅片厚度及翅片间距来调节烟气对管壁的换热热阻以及空气与热管冷却段的换热热阻。烟气侧的管长、翅片高度、翅片厚度及空气侧翅片间距的增加会使加热侧最低壁温上升，空气侧的管长、翅片高度、翅片厚度及烟气侧翅片间距的增加会使加热侧最低壁温下降。文中经过对热管空气预热器加热侧最低壁温几次试算，在其它初始参数不变的情况下，通过调节空气侧翅片间距Sf由6 mm 调整为12mm，使最低管壁温度由51℃升高到142℃，高于该烟气的酸露点，这样可以有效防止空气预热器低温段结露腐蚀。
3.其他防腐蚀办法。余热炉有大量从催化装置过来的再生烟气，烟气中含有大量的催化剂粉尘，这些粉尘直径小，水溶液呈酸性。由于静电吸附作用粉尘极易在省煤器管上积聚。积聚在管壁的灰尘至少有以下危害：增加了给水与烟气之间换热热阻，使管壁温度减低，一但灰尘瞬时脱落，脱落处由于温度低而极易产生露点腐蚀；另外，由于烟气的吹扫作用，省煤器管表面没有灰尘时，即使在管壁某处产生酸腐蚀液，也比较容易被烟气吹散；省煤器表面有灰尘时，一但产生酸腐蚀液，灰尘极易吸附酸液形成酸性湿灰，酸性湿灰与管壁结合力较干灰大，因而会在酸灰形成处产生连续酸腐蚀。所以一定要重视省煤器除灰工作，选用好的除灰装置，尽量使省煤器管处于较干净状态。省煤器管发生泄漏后，烟气中水蒸汽分压增加，尤其是泄漏处局部水蒸汽分压剧增，烟汽温度及管壁温度下降，这些因素都有利于酸液的、产生、增加，因而加剧腐蚀。另外水汽在积灰处凝结后，由于灰水溶液呈酸性，也产生额外腐蚀现象。所以一定要及时发现泄漏，在发现泄漏后要及早停炉处理。发生泄漏后，一般排烟温度下降、化验烟气中水蒸汽含量增加，严重时灰斗滴水等等，因此只要留心是可以尽快发现的。总之，设置中间联箱可大大减少省煤器泄漏割管面积，降低排烟温度，提高运行效益，而设置一个中间联箱投资并不大。
根据烟气中硫含量采用合理的结构设计，设置烟气阻气箔或复合衬里，阻止含酸烟气流向炉衬保温钉和炉壁板，防止保温钉因腐蚀断裂造成炉衬坍塌。应采用耐腐蚀材料对换热面进行防护，提高对硫酸凝液的抗蚀能力，延长换热设备的使用寿命。从工艺上将燃料深度脱硫。是降低露点温度、减少酸性烟气对加热炉设备露点腐蚀的根本措施。
参考文献：
［1］《管式加热炉》烃加工出版社钱家麟主编
［2］《热管式换热器的设计与计算》机械工业出版社王兰田主编
［3］《利用热管技术回收中小工业锅炉烟气预热》黄坤荣，王珏