董 玉

（河北钢铁集团唐山分公司 河北 唐山 063000）

1 引言

管式空气预热器由于结构简单，制作容易，工作可靠，维修工作量少，严密性好等优点被广泛应用在煤气锅炉上。然而在实际运行中，由于煤气负荷变动大，部分锅炉往往都处于低负荷运行，造成烟气温度大部分时间处于烟气露点温度以下，空气预热器换热管腐蚀穿孔，大量助燃空气漏入烟气中，增大了风机运行负荷；换热管因腐蚀造成换热面的破坏，增加锅炉排烟热损失，严重时造成机组负荷受限，降低锅炉运行的安全性和经济性。

2 现状

唐钢公司动力北区9#煤气锅炉由唐山锅炉厂设计制造，为中温中压、四角切圆燃烧，单炉膛平衡通风、全钢悬吊结构、露天布置的自然循环汽包炉，型号为XD-130/3.82-QG燃料为高炉煤气，焦炉煤气点火及助燃用。锅炉尾部烟道受热面布置有两级管式空气预热器，其中低温段空气预热器分为独立的上下两部分。

该锅炉投产于2008年，投产十年后发现空气配比困难，送风机满负荷运转锅炉负荷始终在103t/h以下，而尾部烟道含氧量高达8%。烟气检测中co含量严重超标。停炉对锅炉进行全面检查时发现低温段空气预热器下部管腐蚀堵灰严重，破损的管束约占总管束的60%左右，在破损周边有相当管束管壁变薄如纸。并且空气预热器下部粘有大量黄绿色胶状物。

空气预热器腐蚀情况见图1。

图1

3 腐蚀原因分析

该锅炉烟气排放温度设计温度为140℃，然而实际运行中由于煤气负荷变动大等因素造成锅炉大部分时间处于低负荷状态，负荷越低，排烟温度越低。这就使得排烟温度一直位于120°以下，而烟气的露点温度在130℃左右，烟气温度低于露点，空预器越靠近送风机处烟气温度越低，腐蚀越严重。

锅炉燃料主要烧高炉煤气，当负荷低时燃烧一部分焦炉煤气，高焦炉煤气中都含有一定量的硫成分。燃料燃烧生成二氧化硫，在氧气富裕的情况下，二氧化硫进一步生成三氧化硫。三氧化硫与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸汽。硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高。由于空气预热器下部空气温度较低，并且烟气温度也不高，因此壁温常低于烟气露点，因此硫酸蒸汽会凝结在管壁上，形成酸腐蚀，造成受热面的低温腐蚀。

凝结在管壁上的硫酸在腐蚀金属管材的同时，并发生一系列复杂的物理-化学反应，会使管壁变的粗糙，与烟气的飞灰结合形成酸性结灰，由于其具有较强的粘结性，对烟气中的飞灰有较强的吸附作用，形成水泥状物质，使管壁上的积灰变硬，从而加重钢管受热面的积灰和堵塞。随着时间的推移，烟气的飞灰都沉积在管壁内，导致整个管堵死。使用吹灰器及高压水冲洗都无法将其打开。管壁的腐蚀会造成破损与漏风，造成低温段空气预热器排烟温度大大降低从而使烟气温度进一步降低到90℃右，腐蚀进一步加剧，空气预热器管大面积腐蚀破损，形成恶性循环。同时导致炉膛内热风减少，不能保证煤气完全燃烧，存在运行中锅炉灭火、尾部烟道二次燃烧等安全隐患为提高负荷送风机长期超负荷运转，造成运行电耗不仅浪费。而且对风机寿命有严重影响。

4 空气预热器改造方案

由于设计原因，低温段空气预热器上下层之间空间比较小，且更换管箱需对上部做支撑，更换管箱施工难度较大，且工期较长。针对这种状况，锅炉技术人员决定抛弃更换立式管箱的方案。将原有下级下部空气预热器管箱全部拆除。在原有管箱送风机出口，先按尺寸固定好两端管板，Φ108*4mm钢管分别装入管孔，用焊接进行密封。如此空气从送风机入口进入管道中，预热后进入上部立式管箱。烟气从预热器上部从管外侧换热后进入烟道。

空气预热器管道立式布置后，管式空气预热器的壁温较立式高，有利于减轻空气预热器的低温腐蚀。另外，管式预热器卧式布置，烟气经流管外，发生堵塞时比立式容易清理。并且由于高炉煤气中含尘量相对较低，产生的烟气较为洁净，飞灰对管壁磨损影响较小，因此不需要另外加防磨措施，节约了费用。

5 改造后效果

通过空气预热器管道立式布置后，效果明显，排烟温度提高到了130℃以上，彻底消除了热风配比调整困难、锅炉送引风机出力增加、排烟温度偏低及锅炉负荷难以调整等现象，消除了尾部烟道二次燃烧、后烟道爆炸等的安全隐患。并且在空气预热器改造半年后，停炉检查空气预热器无腐蚀现象。

并且相对于整体更换管箱来缩更换难度及维修难度大大减轻，仅更换费用一项就节约30多万元。

6 结语

通过运行实践证明，低温空气预热器下部立式改卧式布置解决目前低温腐蚀，节约了费用，保证燃烧效果的有效途径，自改造成功以来，为其他煤气锅炉更改提供了可靠的改造方案，相信今后该技术会得到更加广泛的推广，为企业创造更多的经济效益和社会效益。