燃气热水锅炉腐蚀机理探究

燃气热水锅炉腐蚀机理探究

杜庆丰

泰达热电能源管理有限公司 天津300457

摘 要：某能源站2018年新建三台29MW燃气热水锅炉，供热能力约225万平方米，目前已运行5个供热季，现后墙燃烧室、尾部烟道、节能器等部位存在不同程度的锈蚀情况，拟通过对比、调研、分析予以解决，为后续安稳长满优供热运行奠定坚实基础。

关键词：热水、腐蚀、运行、规范

    我国北方地区实行季节性供暖，供热面积和供热量均较大，因环保要求日益严峻，“双碳”目标压力下各区域、企业的煤改燃项目广泛推进，新形势下对能源转型提出了挑战，居民生活中对绿色能源的依赖程度大幅提升，而在供暖企业中燃气热水锅炉由于季节性运行，腐蚀现象较为普遍，本文结合实际工作特对此现象进行探究。

1、存在问题

1.1燃烧室后墙区域的立式热水管表面锈蚀较多，不仅锈蚀面较大、而且锈蚀层较深，呈现越往里布置锈蚀越严重现象，从下图可以看出换热管壳程已经锈迹斑斑，有积灰有腐蚀，且腐蚀层有混合作用的迹象。

图1.1

1.2  打开人孔发现在锅炉S型烟道的后半段，在进人节能器之前有一段汇流区，烟气经大量换热管子之后进入矩形烟道，此处及周围换热管束有较多的腐蚀情况，经现场查验，发现还有大量锈渣混合物集中于此处。

图1.2

1.3节能器换热管材质为碳钢，且布置较为紧密，底部凝水槽偶有堵塞发生，经打开检查发现内部残留水位线已没过最下面换热管，内部螺纹翅片也是满目疮痍。

图1.3

1.4利用锅炉内检的机会对内部流到进行了检查，发现换热管内壁也有不同程度的腐蚀情况，用手触摸会有一层锈层脱落，且质地松散，应密切关注腐蚀层的发展变化。

图1.4

2、原因分析

2.1 燃烧室后端约为700-820℃，热水流经换热管时被高温烟气加热，高温高湿的烟气混流进入换热管区域，停留时间较长且此处烟气湿度更大，对设备管材的腐蚀较重。

2.2  燃气燃烧系统实现低氮燃烧，抽出部分烟气再循环送回炉膛继续燃烧，进一步降低氮氧化物的排放，尽管如此，烟气中的氮氧化物的高温、富氧混合作用下生成部分亚硝酸盐、硝酸盐，具有一定粘性，会促进换热管子上锈蚀的发生发展，一部分是烟气冲刷作用产生，更重要的是酸腐蚀、混合腐蚀的结果。

燃气指标化验：

2.3  节能器处在烟气流道的后程，温度逐渐降低，而烟气中的冷凝水逐渐增多，对换热翅片管子构成较大的腐蚀威胁，如果排污管发生堵塞不畅的情况，这些凝结水会快速聚集抬高，发生浸泡管子会加大腐蚀，锅炉高负荷时这种现象会更严重。

2.4 经实地调研，发现供热行业水质普遍存在氧量偏高的情况，内部水质监督和处理有忽视，日常管理也不是很严格，对热水锅炉含氧量、浊度等指标管控不精细，加之淡季保养缺乏系统性的操作，使内壁锈蚀程度较深。

3、整改措施

3.1 合理调整燃烧器风燃比，在保证烟气达标排放的同时，降低回送烟气的使用量，以减少烟气内含水量，从源头减少腐蚀的可能，另外优化燃烧器性能，保证充足氧量使燃料充分燃烧的前提下减少进风量、鼓风机风压，以减少锈蚀产生和脱落。

3.2 受限于环保要求的提升，已经落实所有锅炉的低氮燃烧，此种情况越发严峻，我们可以控制氮氧化物排放值，原则上不高于50毫克/m3，根据实情应稳定在45左右，既达标排放又可以节约能源，减少腐蚀；另外及时清除已有锈蚀层，并对烟道内表面进行除锈、防腐，以减少此类腐蚀的渐进式发生发展。

3.3 节能器区域属于低温段，烟气流经此处温度降至100℃以下，碳钢材质的换热翅片因接触面积较大，时间较长产生的腐蚀较严重，配合前述降低风量、氧量的措施下，停炉后及时、足时的吹扫炉膛，尽可能赶走高温的湿烟气，还可以选用改良型换热管材，如陶瓷材质翅片管、有机玻璃等，增加换热效果的同时还可以最大程度的减少腐蚀产生。

3.4强化运行管理，由其注重水处理相关人员岗前、岗中培训和实际操作能力，严格落实各项指标化验，确保各项参数如含氧量、PH值满足要求。水质标准如下表所示：

另外，加大淡季给水带压保养的力度、频次，根据锅炉供暖运行特点，及时切换炉组设备，第一时间将退出运行的装置进行满水带压保养，及时添加化学药剂，维持水质各成分均衡。

4、思路延伸

近年来环保形势稳中向好，随着煤改燃工程的逐步推进，相信越来越多的燃气供热、供汽机组投产使用，而在“双碳目标”和“能源紧张”的双重压力下，在用燃气锅炉、机组能否达到预期效果，以及对长期运行的燃气机组的腐蚀情况可能会趋于复杂多样，对此类问题的解决尚需一定时日调查、探究，现不再赘述.

参考文献：

【1】沈阳惠天热电公司.城镇供热系统安全运行技术规程：CJJ/T88-2000[S].2000

【2】国家市场监督管理总局.锅炉安全技术规程：TSG 11-2020

【3】中华人民共和国住房和城乡建设部.城镇供热管网设计规范：CJJ34-2010[S].2010

【4】国家质量监督检验检疫总局.锅炉节能技术监督管理规程：TSG G0002-2010