回转式空气预热器低温腐蚀产生原因及其处理措施
摘要：关于大容量锅炉使用回转式空预器运行中，发生低温腐蚀原因及如何防治，结合实践运行参数和经验，给出了相关意见和方法
关键词：三分仓回转式空气预热器低温腐蚀过量空气系数烟气温度
0 引言
作为锅炉尾部受热面，空气预热器布置在锅炉对流烟道的最后。

当受热面壁
温接近或低于烟气露点温度时，烟气中的硫酸蒸汽就会在壁面凝结和对壁面产生
腐蚀。

我厂空预器进口烟温一般在260-360℃左右，出口烟温大约在110-160℃之间，在这样的烟温下工作的受热面，空气预热器低温区段烟气温度较低时，烟气
中的水蒸汽和硫酸蒸汽有可能在管壁上凝结，从而导致受热面金属产生低温腐蚀。

1 回转式空预器介绍
我厂锅炉主设备为东方锅炉股份有限公司生产的DG1163/17.35—Ⅱ13型锅炉，该锅炉为亚临界参数、单炉膛自然循环汽包锅炉。

平衡通风，摆动燃烧器四角切
圆燃烧，干式排渣煤粉炉，同步建设烟气脱硫、脱硝装置。

尾部烟道设有两台三分仓回转式空气预热器。

由于设计煤种水分高，需采用
较高的干燥剂温度，故空气预热器器先加热一次风，以获得较高的热一次风温，
满足炉内燃烧的需要。

这种空气预热器是以逆流方式运行的热交换器。

加工成特殊波纹的金属蓄热
元件被紧密地放置在转子扇形隔仓格内，转子以0.99转/分的转速旋转，其左右
两侧分别分为烟气通道和空气通道。

空气侧又由一次风通道及二次风通道组成，
当烟气流经转子时，烟气将热量传给蓄热元件，烟气温度降低；当蓄热元件旋转
到空气侧时，又将热量传给空气，空气温度升高。

循环往复，以此实现烟气与空
气的热交换。

2 腐蚀原因
锅炉尾部受热面的腐蚀，属低温腐蚀，它是由于燃料中含有硫，燃烧后形成SO2，其中少量的进一步氧化生成SO3，SO3与烟气中的水蒸气H2O结合成为硫
酸H2SO4，含有硫酸蒸汽的烟气露点温度大为升高。

当受热面低于露点温度时，
硫酸蒸汽就会在受热面上凝结腐蚀金属。

为了减轻低温腐蚀，应首先设法了解影
响烟气中硫酸形成的因素、硫酸蒸汽冷凝在受热面上的因素，这些均是影响低温
腐蚀速度的主要因素。

具体包括燃料的含硫量、运行时的过剩空气系数、最低金
属壁温、烟气排烟温度、燃烧运行方式等。

2.1燃料含硫量的影响
燃料中的硫是形成SO3的根本原因。

燃烧中大量的硫分通过燃烧生成SO2，
一部分进一步氧化为SO3：另一部分还可以由尾部受热面的某种物质催化作用(如Fe、V、Ni的氧化物)生成SO3。

燃料中含硫越多，烟气中生成SO3转化为硫酸的
量也越多，露点温度也就越高，当壁温低于露点时，就产生了硫酸低温露点腐蚀。

2.2过剩空气系数的影响
低氧燃烧不但可以减少热损失，也可抑制烟气中SO2过氧燃烧转化为SO3，
有效防止低温腐蚀。

锅炉实际运行时过剩空气系数的选取原则是：在保证燃料稳
定燃烧的基础上，减少锅炉的排烟热损失及化学不完全燃烧热损失，以及降低各
大风机出力电耗。

2.3金属壁面温度的影响
研究结果表明，当t≥200～250℃时，SO3和水蒸气反应很少，因而烟气中
H2SO4蒸汽存在不多：但当t≤110℃后，则基本上全部反应生成H2SO4蒸汽。

在
合适的温度下，SO3和H2O的反应是很快完成的，当烟气流过低于露点的受热面时，硫酸蒸汽在其上凝结成酸液，使金属腐蚀，其浓度随壁温的降低而升高。

2.4烟气温度的影响
大量实践证明，烟气温度不仅对壁温产生影响，而且对低温腐蚀也有直接的
作用，因为它和烟气中硫酸冷凝的条件有关。

当烟气温度高时，在烟气中冷凝的
硫酸液滴细而分散，影响了硫酸向金属表面的迁移速度，从而也影响了受热面的
腐蚀速度。

2.5锅炉运行工况影响
大型燃煤煤粉锅炉运行中，尤其是冬季低温天气下，低负荷运行时期，炉膛
火焰中心较低，烟气流量少、流速慢，低温烟气流经尾部受热面及空气预热器时，携带的热量释放后，烟气温度极易低于硫酸露点温度，进而增加了空气预热器低
温腐蚀的几率。

3 锅炉空预器腐蚀的预防
为减少低温腐蚀，首先是降低烟气露点温度。

当烟气露点温度在一定范围内
不再下降时，应采取措施使腐蚀控制在最低程度。

3.1减少SO3的生成
烟气成分中的SO3减少，烟气露点温度和硫酸在低温受热面的凝结率也下降，腐蚀和积灰就自然减轻。

SO3的含量与诸多因素有关(包括运行)，而燃料中的硫
含量是关键因素。

尽量减少燃用高硫燃料。

3.2控制锅炉燃烧过量空气系数
各发电厂对机组运行效率指标的考核力度不断加大，锅炉燃烧系统的可操作
性较大，优化节能效果明显。

尤其风烟系统，控制适当的总风量，不仅可以优化
燃烧，降低各风机电耗指标，还可有效控制空气预热器附近烟气温度，保证排烟
温度高于烟气露点温度，有效防治该区域的低温腐蚀。

另外还应考虑到锅炉的漏
风量，尤其是干渣机渣井处漏风点的处理。

3.3合理选择排烟温度
一般燃煤锅炉烟气露点温度多数为125～145℃。

要将空气预热器的冷端金属
壁温控制在烟气露点以上或最大凝结温度以上是很不经济的，尤其是在低负荷时
难以达到。

锅炉排烟温度高，则机组效率低。

目前我厂锅炉排烟温度多在125～160℃，
排烟温度的选择，既要控制冷端平均烟温，同时又要保证机组较高的效率。

北方地区在冬季，机组低负荷时期排烟温度受环境温度风温低的影响，会降至露
点温度以下，故在冬季低负荷时为避免低温腐蚀，建议调整制粉系统运行序列，
使用靠上层的制粉系统运行，配合调整二次风以便提高火焰中心，使热烟气区段
后移提高排烟温度。

3.4正确的材料选择
我厂回转式空气预热器蓄热元件冷段为耐腐蚀的搪瓷传热元件，其余热段蓄
热元件为碳钢。

有些空气预热器厂家低温段采用抗腐性能更好的塑料。

而某些结
构件表面还涂上玻璃纤维等涂层。

都可有效控制低温腐蚀。

3.5提高空气预热器入口风温
锅炉处于低负荷运行时，排烟温度下降。

在冬天，空气预热器冷端温度降低，有时甚至大大低于烟气露点温度。

冷端平均温度低于设计值，受热面极易凝结大
量硫酸，加速腐蚀。

为避免此现象，就得通过提高空气预热器入口风温将受热面
壁温提高到烟气露点温度以上。

常用的措施设置一、二次风风道暖风器、或使用
热风再循环等措施。

我厂为防止空气预热器及尾部烟道低温腐蚀，定期对一、二次风暖风器进行
系统维护，并根据暖风器使用效率对暖风器疏水系统加以改进，冬季低温环境下，空预器前一、二次风温得到显著提高，有效的提高了尾部受热面预防低温腐蚀能力。

3.6作好保温工作
空气预热器作为锅炉尾部烟道最后一部分受热面，它的保温不仅影响锅炉的
热效率，而且对防止低温腐蚀也非常关键。

空气预热器体积较大，保温难度大，
原来一直采用岩棉板保温。

由于岩棉板难以固定，且板与板之间结合不紧，结构
松散，散热量较大，影响了空气预热器的保温效果。

近年来，空气预热器的保温
材料换成了复合硅酸盐，这种保温材料隔热效果好，尤其便于复杂结构的施工，
保温效果明显优于岩棉。

另外空气预热器保温材料的选择还应考虑防火效果，避
免空气预热器风道漏热风引起保温材料着火，以便保证机组整体安全运行。

4 结束语
以上是从日常机组运行中积累的相关参数及经验，总结出以上几点防治空气
预热器低温腐蚀的途径。

因锅炉类型不同，燃料种类不同，各种空气预热器设计
使用类型不同，具体的空气预热器防治低温腐蚀办法，还需各自根据设备选型及
系统布置，从空气预热器低温腐蚀发生的机理入手，分别从提高受热面壁温烟气
露点、优化燃烧调整方式，保持适当的过量空气系数，加强密封控制锅炉漏风率，减少SO3的产生等几个方面入手。

参考文献
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[4]国家电力公司电力机械局,中国华电工程（集团）公司.电站锅炉空气预热器.2002.
[5]陈丽霞，回转式空气预热器堵灰的预防与清除，武汉电力职业技术学院，2005.
作者简介
翟慧渊，男，助理工程师，内蒙古包头市人，内蒙古包铝热电厂，从事电厂
生产技术管理工作。