设备低温腐蚀的机理以及预防措施

CB风机

设备低温腐蚀的机理以及预防措施

        低温腐蚀是很多设备运行中遇到的比较棘手的问题，比如电厂空气预热器、部分应用的风机等，低温腐蚀会使设备接触气体的金属面被锈蚀掉，进而使设备表面粗糙不平，影响设备的气动性能，电耗增加，严重地影响设备的使用寿命，大大增加设备的运营成本。      

低温腐蚀的机理

      燃料中的硫在燃烧过程中会生成二氧化硫，少量的二氧化硫会进一步生成三氧化硫，三氧化硫与水蒸气化合，会生成硫酸蒸汽，当含有硫酸蒸汽的气流流经设备表面的时候，如果金属壁温低于硫酸蒸汽的露点时，金属表面就会发生腐蚀，这就是低温腐蚀。

蒸汽开始凝结的温度叫做露点，烟气中水蒸气的露点称作水露点，烟气中硫酸蒸汽的露点称作酸露点。

下图为腐蚀速度与壁温的关系示意图。

         

当烟气流经设备金属表面的温度达到酸露点后，硫酸蒸汽开始凝结，腐蚀开始发生，但由于此时硫酸蒸汽凝结量较少，金属壁温较高，腐蚀的速率却不高。

随着壁温的逐步降低，腐蚀速度加快，直到达到图示的峰值，此时金属腐蚀非常厉害。

随着壁温的进一步降低，酸的浓度仍然很高，但此时金属壁温是影响腐蚀速度的主要因素，因此腐蚀速度开始降低，直到接近水露点的时候，烟气中的水蒸气开始凝结成水，烟气中的二氧化硫直接溶于水膜中，形成亚硫酸，此时金属的腐蚀急剧上升，这个阶段的腐蚀也很严重，需要避免。

可以看出，酸露点和水露点是低温腐蚀的两个主要结点。

预防低温腐蚀的措施

由上面的机理可知，为减轻和防止金属低温腐蚀途径主要有两条：

一是减少三氧化硫的量，进而降低酸露点，使腐蚀减轻。

烟气中的三氧化硫与下面的因素有关：

• 燃料中的硫分越多，则烟气中的三氧化硫含量也越多；
• 燃烧火焰温度高，三氧化硫的含量也会增多；
• 过量空气系数增加也会使火焰中原子氧的含量增加，从而使三氧化硫含量也增加；
• 飞灰中的某些成分，如钙镁氧化物和磁性氧化铁以及未燃尽的焦炭粒等有吸收或中和二氧化硫和三氧化硫的作用。故烟气中飞灰含量增加，则烟气中三氧化硫量将减少。
• 当烟气中氧化铁或氧化钒等催化剂含量增加时，烟气中的三氧化硫将增加。
  
  

二是提高烟气温度，使其高于酸露点，减轻金属的低温腐蚀。但烟气温度的提高不利于节约能源，这个需要通盘综合考虑。   

但由于各种原因，上面两条很难改善，就需要在设备上采取一些防腐的措施，主要有：

• 采用抗腐蚀能力强的材料：比如ND 钢、不锈钢等
• 采用金属表面涂层的办法，使金属与烟气隔离，比如涂玻璃鳞片、金属涂层等
• 优化设备的结构设计，提高设备的抗腐蚀能力
• 加强设备的运营管理，尽量少停机     
  
  

  设备的低温腐蚀只有多管齐下，综合设备技术改进和管理运营水平提高，才能提高设备的运营寿命，提高生产线的效率。

来源：风机技术研究