Влияние коэффициента избытка воздуха на низкотемпературную коррозию. Методы борьбы с коррозией

Низкотемпературная коррозия возможна при сжигании любых органических топлив и ею поражаются конвективные поверхности нагрева котла.

Низкотемпературная коррозия бывает двух типов:

1. кислородная – возникает при конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах. Такая коррозия наблюдается в местах, где температура наружной поверхности стенки становится ниже температуры точки росы , т.е. происходит конденсация водяных паров из дымовых газов. При этом на поверхности нагрева образуется жидкая пленка воды, через которую легко проникает кислород, способствующий протеканию электрохимической коррозии. Для бессернистого топлива определяется по парциальному давлению водяных паров в продуктах сгорания. Температура конденсации растет с ростом влажности топлива и содержания водорода.

2. сернокислотная – при сжигании сернистых топлив точка росы в дымовых газах повышается в несколько раз. Это объясняется тем, что часть серы топлива превращается в серный ангидрид , который, соединяясь с водяными парами, образует пары серной кислоты, имеющей температуру точки росы 140-160ºС. На поверхностях нагрева раствор серной кислоты конденсируется, подвергая ее электрохимической сернокислотной коррозии.

Влияние коэффициента избытка воздуха можно рассмотреть с помощью следующих графиков:

Как видно из рис. в при увеличении возрастает образование сернистого ангидрида, а следовательно, больше образование серной кислоты и больший масштаб коррозии.

Из рис.г также видно, что чем ниже , тем ниже температура точки росы системы , а следовательно менее интенсивна коррозия и выше экономичность котла, т.к. возможна эксплуатация котла с более низкой температурой уходящих газов.

Оценочно её можно определить по формуле (для мазутов) ,

где - приведенная сернистость (% кг/МДж). - концентрация избыточного кислорода в газовом потоке.

Рис. 3. Скорость коррозии металла ре­генеративного воздухоподогревателя в за­висимости от температуры металла: 1 — при избытке воздуха в топке >1,1; 2 —то же при < 1,02

На рис. 3 приведены две харак­терные кривые для низкотемпературных поверхностей нагрева, показывающие изменение скорости коррозии при разных температурах металла поверхности и в условиях контакта с уходящими газами после сжигания сернистого мазута.

Скорость коррозии металла в наиболее опасной зоне температур 90—110°С су­щественно снижается при уменьшении из­бытка воздуха в продуктах сгорания, рис. 3(кривая 2), что связано с рез­ким уменьшением образования . В том же направлении изменяется скорость кор­розии, если уменьшать содержание серы в топливе.

Методы борьбы с коррозией:

1. покрытие коррозионно-стойкой и термостойкой эмалью 0,5-0,6 мм, покрывают «холодную часть» ВЗП, эмалированные поверхности нагрева подвержены низкотемпературной коррозии в меньшей степени, чем металлические, золовые отложения на них меньше и удаление их легче.

2. Применение не металлических коррозионно-стойких материалов (керамика, стекло), а так же чугуна, изготовление ВЗП и ВЭК.

3. Предварительный нагрев воздуха в калориферах до поступления в ВЗП (паровых, в системах ВЭК низкого давления- калорифер, каскадном трубчатом ВЗП).

Рис. 17.14. Схемы устройств повышения температуры холодного воздуха в ВЗП:

1-дутьевой вентилятор, 2-шибер, регулирующий рециркуляцию, 3-калорифер, 4-ВЭК низкого давления, 5-циркуляционный насос, 6-ВЭК, 7-воздух, 8-ВЗП, 9-каскадная часть, 10-основная часть, 11-смеситель, 12-линия байпаса.

4. При отсутствии калориферов для подогрева воздуха рекомендуют установку байпаса для перепуска части воздуха помимо ВЗП.

5. Применение присадок к топливу вводят для улучшения условий эксплуатации при сжигании в твердом (каустический магнезит MgО), жидком (ну углеродной основе) и газообразном (аммиак). Присадки понижают t_р и нейтрализуют образующийся на поверхности нагрева раствор серной кислоты (минеральные присадки)

6. Снижение коэффициента избытка воздуха α_т и ∆α_i; чем меньше α_т, тем ниже t_р, следовательно, менее интенсивна коррозия и выше экономичность котла. Это решает еще одну задачу – снижают содержание токсичных окислов азота. Однако следует иметь в виду большие трудности поддержания низких избытков воздуха в топке, порядка 1,01-1,03, и обеспечение при этом полного сгорания топлива.

7. Выделение элементов ступеней ВЗП в самостоятельную поверхность– «холодную часть», при любом методе повышения температуры воздуха на входе в ВЗП в качестве дополнительного мероприятия целесообразно выделить его холодную часть в отдельную секцию, в которой происходит коррозионный износ, ремонт таких подогревателей упрощается, т.к. заменяется только выделенная секция.

Вопрос № 144