現(xiàn)今我國(guó)大部分火電機(jī)組都上了脫硫裝置,本文通過(guò)分析煙囪腐蝕機(jī)理,對(duì)比不同的脫硫工藝,通過(guò)對(duì)脫硫工藝的機(jī)理分析,結(jié)合煙囪腐蝕機(jī)理,得出其對(duì)煙囪腐蝕的影響。
一、前言
截止2010年底,煙氣脫硫機(jī)組容量5.6億千瓦,占煤電機(jī)組容量的86%,許多脫硫裝置的安裝都需要對(duì)煙囪進(jìn)行同步防腐,造成高額投資。而且隨著脫硫裝置長(zhǎng)期運(yùn)行,經(jīng)過(guò)防腐處理的煙囪會(huì)由于種種原因出現(xiàn)問(wèn)題,甚至影響到了煙囪的結(jié)構(gòu)安全。下面我們通過(guò)煙囪腐蝕機(jī)理的研究,進(jìn)而通過(guò)對(duì)比不同的脫硫工藝,分析其對(duì)煙囪腐蝕的影響。
二、煙囪腐蝕原理
煙氣對(duì)煙囪的腐蝕種類(lèi)有:化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、結(jié)晶腐蝕、磨損腐蝕。
(1)化學(xué)腐蝕:尾氣中的腐蝕性介質(zhì)在一定的溫度、濕度下,和金屬材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性鹽,逐漸腐蝕設(shè)備。
(2)電化學(xué)腐蝕:潮濕環(huán)境中,金屬腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕,在焊縫處特別容易發(fā)生。尾氣中的電解質(zhì)和水在金屬表面形成原電池,逐漸腐蝕設(shè)備。
(3)結(jié)晶腐蝕:可溶性硫酸鹽或亞硫酸鹽的液相滲人表面防腐層的毛細(xì)孔內(nèi),若設(shè)備停用時(shí),在自然干燥下生成結(jié)晶型鹽,同時(shí)體積膨脹,使防腐材料自身產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,而使其脫皮、粉化、疏松或裂縫損壞。特別是頻繁開(kāi)、停時(shí),帶結(jié)晶水的鹽類(lèi)體積可增加幾倍或幾十倍,腐蝕更加嚴(yán)重。因此,閑置的設(shè)備更易腐蝕。
(4)磨損腐蝕:尾氣中的固體顆粒與設(shè)備表面湍動(dòng)摩擦,使其逐漸變薄,加速腐蝕過(guò)程。
三、脫硫工藝對(duì)煙囪腐蝕的影響
不同的脫硫工藝,對(duì)于煙囪腐蝕的影響差距較大,下面主要就主流的濕法與干法工藝做下分析比較:
(一)濕法脫硫工藝分析
濕法煙氣脫硫,特點(diǎn)是脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后,脫硫過(guò)程的反應(yīng)溫度低于露點(diǎn),煙氣經(jīng)過(guò)再熱或不加熱直接排入煙囪。
煙氣經(jīng)過(guò)濕法脫硫后,雖然煙氣中的二氧化硫的含量大大減少,但是,洗滌的方法對(duì)除去煙氣中少量的三氧化硫效果并不好,只有20%~~30%左右。即使用最有效的除霧器,飽和煙氣所攜帶的水滴和水霧也會(huì)在煙氣出口設(shè)備上凝結(jié),吸收煙氣中的腐蝕元素,腐蝕管路和設(shè)備。由于經(jīng)濕法脫硫,煙氣濕度增加、溫度降低,煙氣極易在煙囪的內(nèi)壁結(jié)露,煙氣中殘余的三氧化硫溶解后,形成腐蝕性很強(qiáng)的稀硫酸液。脫硫煙囪內(nèi)的煙氣有以下特點(diǎn):
(1)煙氣濕度大,處于飽和狀態(tài)的濕煙氣含有的腐蝕性介質(zhì)在煙氣壓力和濕度的雙重作用下,煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)致密度差的材料內(nèi)部很易遭到腐蝕,影響結(jié)構(gòu)耐久性。
(2)煙氣溫度降低,煙囪正壓運(yùn)行區(qū)域增大,煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)很易遭到腐蝕,直接影響煙囪的安全運(yùn)行。
(3)低濃度稀硫酸液比高濃度的酸液腐蝕性更強(qiáng)。
(4)酸液的溫度在40℃-80℃時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強(qiáng)。以鋼材為例,40℃-80℃時(shí)的腐蝕速度比在其它溫度時(shí)高出約3-8倍。
(5)煙氣中殘留的氯離子遇水形成氯酸,其化合溫度約為60℃,當(dāng)?shù)陀谄渎饵c(diǎn)溫度時(shí),即使很少的氯化物也會(huì)造成嚴(yán)重腐蝕。