在珞璜電廠空預器及濕法脫硫系統現場運行經驗的基礎上，對煙氣的腐蝕性問題進行了探討，并對電廠酸露點進行計算，提出了解決方案，并分析其實際應用效果。
關鍵詞：低溫腐蝕   露點溫度   空預器   脫硫
       華能珞璜電廠地處重慶江津珞璜鎮，電廠裝機容量4×360MW，發電機組系引進法國阿爾斯通公司的燃煤汽輪發電機組，每臺鍋爐配2臺3分倉各三段再生回轉式空預器，燃煤為重慶松藻煤礦的劣質無煙煤，燃料中的含硫量為3.5%～5%，這種高硫煤燃燒產生的煙氣中二氧化硫的濃度較高，為了保護當地的大氣環境，從日本三菱重工引進了石灰石/石膏濕法脫硫裝置與發電機組配套。分二期建設，一期工程投產后#1、2爐空預器冷段及中溫段由于結露，腐蝕堵灰嚴重，脫硫系統中GGH設備的腐蝕問題也較為突出，由于GGH換熱器的溫度梯度大且出口處的煙溫已低于煙氣的露點溫度，使設備長期處于一種強酸性的環境中，換熱器管束的腐蝕極為明顯。因為空預器和脫硫裝置的正常運行對機組的安全、環保運行至關重要，因而有必要對低溫腐蝕的成因、危害進行探討。
       1　低溫腐蝕的現象及危害
       回轉式空預器及脫硫設施安裝在鍋爐尾部，煙氣在進入空預器及脫硫入口熱交換器進行熱交換后，溫度降低，在燃用高硫煤時，由于煙氣中凝結的液態硫酸液造成換熱器及煙道腐蝕，致使換熱元件嚴重損壞，同時酸液粘結煙氣中的灰粒，空預器、靜電除塵器及熱交換器集灰、堵塞，嚴重時，影響鍋爐及脫硫設施的滿負荷運行，按一期合同規定，空預器應能在進口空氣溫度25℃，出口排煙溫度145℃維持正常運行，實際運行半月左右空預器就發生嚴重堵塞，表現為一次、二次風壓出現擺動現象，隨后擺幅逐漸加大，且呈現周期性變化，其擺動周期與空氣預熱器旋轉一周的時間恰好吻合，嚴重時致使風機發生喘振，因為不能維持一次風壓而引起鍋爐MFT動作，被迫提高排煙溫度160-165℃運行，以勉強維持鍋爐到停爐沖洗，而排煙溫度高又影響脫硫裝置全煙氣運行，降低了吸收塔樹脂內襯的使用壽命，增加了設備的維護費用，嚴重影響機組的安全經濟運行。
     脫硫的腐蝕問題是影響設備健康的主要問題，電廠脫硫系統中GGH設備的腐蝕問題較為突出。脫硫裝置的煙氣換熱裝置采用了閉式水循環熱量交換裝置(MGGH)。煙氣進入脫硫裝置后首先經過熱交換器降溫，以達到吸收塔設計的進口煙氣溫度以利吸收過成的順利進行，換熱器的降溫幅度一期脫硫設計為142℃～100℃，二期脫硫設計為142℃～120℃，由于換熱器的溫度梯度大且出口處的煙溫已低于煙氣的露點溫度，大量的SO2和SO3在管束表面凝結，使設備長期處于一種強酸性的環境中，特別是SO3的含量隨煙溫的上升而增加的幅度較大，換熱器管束的腐蝕極為明顯，在每次設備大修中都投入較多的資金進行維護或更換以保證設備能夠正常運行。此外在脫硫裝置的管道設計中普遍采用了襯膠管道，大部分的泵也都采用了襯膠泵，從運行情況看來有一定效果，但是在部分設備和設備的某些部位磨損腐蝕仍比較嚴重， 增加了設備的維護費用。
       2　低溫硫腐蝕的原因及換熱器結灰分析
       煤在燃燒時產生煙氣，煙氣中的水蒸氣含量取決于所用燃料、過剩空氣量和空氣中的水分，蒸汽吹灰也增大了煙氣中的水蒸氣，如果水蒸汽不與其他物質化合， 在燃料中水份不多的情況下，因其分壓力低，水蒸汽的露點（即水露點）也很低，一般在30～60℃，一般低溫受熱面上不會結露；實際上煤在燃燒過程中，特別是燃用高硫煤時，除了部分硫酸鹽留在灰中外，大部分硫燃燒生成SO2， 其中約有0.5-5%的SO2在煙氣中的過剩氧量及積灰中的Fe2O3的催化作用下生成SO3， SO3與煙氣中的水蒸汽形成硫酸蒸汽，而硫酸蒸汽的露點（也叫酸露點或煙氣露點）則較高，煙氣中只要有少量的SO3，煙氣的露點就會提高很多，從而使大量硫酸蒸汽凝結在低于煙氣露點的低溫受熱面上，引起腐蝕。
      珞璜電廠煤的設計含硫量4.02%，實際運行情況也與此相符，根據煤的元素分析，采用在我國已得到廣泛使用的前蘇聯73年鍋爐機組熱力計算標準的方法：

 F=1.2時， =121； F =1.4～1.5時， =129：標準中取 =125。
通過計算煙氣中水蒸汽分壓力PH2O（%），再查飽和濕空氣表，可得出水露點溫度約為35.5℃，若排煙過剩空氣系數 F取1.35，飛灰份額根據電廠實際情況取0.92，可計算得出酸露點溫度約為123℃，當不投運暖風器時，空氣預熱器冷端綜合溫度只有90℃，必然造成低溫腐蝕。
      在尾部受熱面上實際的腐蝕情況既與結出的露的濃度有關，又與壁溫有關，隨鍋爐負荷的變化，腐蝕范圍及最強處也隨之變化，因而主要是空預器的冷端、脫硫進出口的換熱器腐蝕最嚴重。
在空氣預熱器冷端壁面溫底偏低的情況下，如由于多方面的原因造成暖風器停運，壁溫嚴重低于煙氣中水蒸汽的露點，導致大量的水蒸汽及稀硫酸液凝結，又由于煙氣中有大量灰份，灰份沉積在壁面時，與水及酸液起化學作用后發生硬結。持續的低溫天氣又使得受熱面積灰日趨嚴重，將大部分空氣預熱器堵死，機組被迫停運。同時空氣預熱器傳熱元件布置緊密，煙氣中的飛灰易沉積在受熱面上，使氣體漢動阻力增加，影響空氣預熱器的正常工作。此外低溫受熱面積灰將造成金屬壁溫更低，硫酸蒸汽能透過灰層擴散到金屬壁上，形成硫酸，使積灰變硬，更難清除。
      引起脫硫設備腐蝕環境惡化的因素比較復雜，煙氣成分的變化是主要原因之一，這包括煙氣中SO3含量的變化，粉塵濃度的增加以及水分的增大等，機組的頻繁啟停也會加劇設備的腐蝕。一般來說，在濕法脫硫系統中的煙氣露點溫度通常也是降低的，但煙氣的腐蝕性等級卻并不降低相反會發生明顯升高，其原因是在脫硫后的煙氣中SO3含量雖有所降低，但煙氣中所含腐蝕物質總量反而增多，其中包含濕法脫硫時伴隨產生的酸性煙霧和酸性帶水，來自煤燃燒和來自脫硫漿液制備水中所含氯化物和氟化物等強腐蝕性物質，氯化物和氟化物的含量將使煙氣腐蝕性等級發生很大程度的提高。如果脫硫后的煙汽溫度低于酸露點溫度，煙氣的腐蝕性等級將更加增強。
       3　防止低溫腐蝕的措施
       3.1　加強入廠煤含硫量的控制，在制定燃煤采購合同時要適當考慮加入煤中含硫量的控制條款，用經濟杠桿，從源頭上減少含硫高的煤進入爐膛，但在近幾年由于供電形式緊張，電煤進入賣方市場的條件下，實行的可能性較小，但可加強對不同煤種的混、配工作，防止高硫、高灰分煤集中進入爐膛。
       3.2　提高低溫受熱面壁溫，這是在鍋爐運行中最有效的方法。使低溫受熱面壁溫高于露點溫度，硫酸蒸汽不能在金屬表面凝結，也就能減輕腐蝕。要提高壁溫，就要提高排煙溫度及空氣溫度，提高排煙溫度增大了鍋爐的排煙熱損失，降低鍋爐的經濟性，但為了機組的安全運行，在改造之前也屬不得已而為之，珞璜電廠一期2臺鍋爐則采取取掉部分換熱面，將排煙溫度由145℃升高到168℃范圍內控制，既減輕腐蝕，又防止空預器堵塞；此外還可采取提高空預器入口冷空氣溫度以提高冷端受熱面壁溫，即在送風機、一次風機出口與空預器之間安裝暖風器，在運行過程中，根據風機入口溫度及時投停暖風器，保持空氣預熱器入口冷風溫度在20～50℃的范圍，以確保空氣預熱器冷端綜合溫度在規定范圍內。珞璜電廠在二期工程時則特別增加原一期沒有的一次風機出口與空預器之間的暖風器，并保證其長期安全運行，取得較好效果。
       3.3　加強對空氣預熱器出、入口差壓的監視，特別是在冬季氣溫急劇下降時更應注意，同時保證換熱器冷端溫度比煙氣露點溫度高，當發現空氣預熱器出、入口一次風、二次風及煙氣差壓異常時，應加強調整，加強吹灰，吹灰前要將蒸汽疏水徹底排干凈，并盡可能保持高負荷，如采取措施后仍不見好轉，則只能利用停機機會及時對空預器進行水沖洗，沖洗后投入運行前必須利用鍋爐余熱甚至啟動引、送風機強制通風，充分干燥，避免煙灰粘附在換熱面上，防止堵灰加劇。
       3.4　解決尾部受熱面的堵灰和腐蝕問題，珞璜電廠二期設計對空預器的材質和傳熱面積作了改進， 中溫段改用耐腐蝕的考登鋼，低溫段考登鋼厚度加大，空預器傳熱元件面積增大為28500m2，大于一期的24400m2，適當增加傳熱片間隙，相應增大空預器間隙，鍋爐出口煙溫保持不變，增加一次風暖風器，從二期機組運行情況看，有效防止空預器的腐蝕及堵灰。對脫硫系統則更換了四組換熱組件，并從價格及工藝上進行比較，最終采用“耐低溫露點腐蝕ND鋼”，其抗腐蝕能力為普通碳鋼的5倍，運行情況較好，此外加強設備維護，在每次設備大修中我們都投入較多的資金進行對脫硫換熱器、管道等進行維護或更換以保證設備能夠正常運行。
       3.5　由于濕法脫硫后煙氣腐蝕性等級增高，為此，除了加強脫硫設備的防腐能力外，必須有效保證除霧器、煙氣加熱器的投入及工作正常，即脫硫后煙氣的再熱溫度應加熱到酸露點溫度以上，并盡量留有一定的裕度，以減輕煙氣增濕、避免殘余氣態SO3蒸汽的結露，同時保證經過吸收塔入口降溫換熱器冷卻后的GGH熱媒水溫度不過低，一般控制在75℃，確保換熱器管束表面溫度，避免入口發生結露腐蝕。
       3.6　由于煙氣中SO2進一步氧化成SO3是在一定的條件下發生的，過剩空氣多，爐膛火焰中心溫度高，生成SO3也就越多，因此要求采取合理的過剩空氣系數，合理配風，保證燃燒狀態最佳，降低SO3的生成；此外，尾部煙道的漏風會使煙溫水平降低，與受熱面的熱交換變差，煙氣容積增大，排煙損失增加，引風機電耗增加，同時引起腐蝕和堵灰，因而要加強設備維護，降低漏風系數。
       4　結束語
       鍋爐尾部受熱面的腐蝕情況與酸露點溫度習習相關，煙氣對受熱面的低溫腐蝕常常用酸露點的高低來表示，露點越高，腐蝕范圍與廣，隨著電力體制改革及全國供電形式日趨緊張，對鍋爐安全、經濟運行要求也大大提高，同時新建、擴建和改建火電廠設計中采用煙氣脫硫技術的工程也逐漸增多，如何避免鍋爐及脫硫設施在檢修周期內腐蝕程度降低，保證機組長周期經濟、安全運行，降低設備的維護成本，必將對電廠保證發供電帶來積極的意義。