预防加热炉露点腐蚀措施探讨

2012-01-26杜俊杰霍朝阳

中国设备工程 2012年9期

杜俊杰，霍朝阳

（天津石化公司工程质量监督站，天津 300270）

一、低温露点腐蚀机理

在燃料油或燃料气中的硫燃烧后产生SO2，其中1%～3%在燃烧室中与氧进一步结合形成SO3。当烟气温度降低到400℃以下，SO3与烟气中的水蒸汽化合成硫酸蒸汽，当硫酸蒸汽凝结到炉子尾部受热面时即产生低温硫酸腐蚀。因此烟气的露点腐蚀实质上是硫酸在设备低温部位凝结造成的腐蚀。由于凝结的硫酸浓度和温度都较高，腐蚀非常剧烈，很多加热炉和锅炉尾部的换热管数月就被腐蚀穿孔，腐蚀产物和灰垢粘结造成严重积灰堵塞，恶化工业炉操作状况，降低了加热炉的热效率。

二、减轻低温露点腐蚀的措施

1.建立燃料质量监测制度，控制燃料的纯净度

重视脱硫设施的设置是降低露点腐蚀的基本要求。操作人员应时刻关注脱硫装置运行效果，坚持按时对燃料质量进行监测分析，并根据燃料中硫含量的变化，及时对排烟温度设定值进行调整。

为防止露点腐蚀，从燃料脱硫方面改造加热炉可以起到事半功倍的效果。中石化炼化企业改造加热炉时正在逐步进行这方面的工作，如燃料渣油改天然气、逐年增加天然气脱硫设施改造投入、严格燃料脱硫质量监测等。在制度管理上，内部网络已经实施了实时燃料成分查询，热效率实时监测等在线监测系统，在加热炉管理上也发挥了重要作用。

2.采用低氧燃烧，严格控制燃烧过剩空气量

要实现低氧燃烧就必须保证加热炉的严密性，炉体泄漏可分为向外漏和向内漏两种。向内漏包括漏水和漏气，漏入的雨水在炉内产生瞬间气化而损坏衬里；漏气是指外界冷空气的漏入，它不但不参与燃烧，使烟气中的氧含量增加，降低炉效，还会加剧炉管的氧化、降低炉膛温度和增加烟气中氮氧化物生成量等。向外漏即在炉膛出现正压操作时高温烟气向外泄漏，造成热量损失，并导致炉墙外壁钢结构的局部过热。

因此应建立加热炉定时巡检制度，以减少烟道、看火门、防爆门及各连结处漏风，特别是减少炉膛漏风，并严格控制每一个燃烧器的进风量。需要强调的是，低氧燃烧必须在保证燃料能完全燃烧的前提下进行，科学合理的配风，以便能在较小的氧富裕度下达到最稳定和最经济的燃烧效果。

3.建立定期清洗和维护燃烧器制度，必要时改造燃烧器

燃烧器投用后，火嘴处常出现结焦、喷孔堵塞、喷孔不对中等现象，如不及时处理会影响燃烧效果。因此，应建立定期清洗和维护制度，加强安装质量检查和日常维护工作。

要想有质的飞跃，对硬件进行升级改造是必要的。如某企业焦化加热炉改造前炉膛过剩空气量一直较高，过氧空气系数在1.3以上。把过氧空气系数调低后，CO检测值有大幅升高现象，表明燃气没能充分燃烧、炉膛温场分布不均。当对燃烧器进行改造后，原加热炉炉底26台燃烧器全部更换为小能量、扁平焰、低NOx气体燃烧器，燃烧效果大为改观。

（1）原燃烧器为单台单火嘴结构，共计26台，26个火嘴；新型燃烧器为单台三个火嘴结构，共计36台，108个火嘴。火嘴数量较原来大为增加。

（2）实现了小能量燃烧，使炉膛温场分布更为均匀，加热炉火焰更加整齐，炉管热强度趋于均匀，减少了火焰发软、发黄的情况。

（3）实现了小火苗、齐火焰燃烧，避免和减少了舔烧炉管现象的发生；NOx的生成量大为减少，使烟气排放更为符合环保要求。