省煤器与空气预热器ppt课件.ppt
2022/11/13,1,第八章、省煤器与空气预热器,2022/11/13,2,第一节 省煤器的作用与结构,一、省煤器的作用（一）布置: 省煤器在烟气温度较低的锅炉尾部。（二）主要作用：1、节省燃料:省煤器吸收尾部烟道中低温烟气的热量，降低锅炉的排烟温度，提高了锅炉热效率。2、改善汽包工作条件：省煤器的采用提高了进入汽包的水温，减少了汽包壁与给水之间的温度差，从而使汽包热应力降低，提高了汽包的寿命。3、降低锅炉造价：水在省煤器中加热，用省煤器这样的低温材料代替高温水冷壁材料，减低了造价。二、省煤器的类型和结构特点1、按材料分类：铸铁省煤器和钢管省煤器；2、按出口参数分类：沸腾式省煤器和非沸腾式省煤器；3、按结构形式分类：光管式、鳍片式、膜式和螺旋肋片管式；4、按管子排列方式分类：错列和顺列；,2022/11/13,3,2022/11/13,4,2022/11/13,5,2022/11/13,6,2022/11/13,7,三、省煤器的布置方式1、大容量、高参数锅炉均采用卧式逆流钢管式省煤器，它是由许多并列的蛇形无缝钢管和进、出口联箱组成的。烟气一般自上而下流动，使烟气与水逆向流动，增加传热温差，提高传热效果。2、省煤器采用蛇形管在烟道中纵向布置和横向布置两种。（1）纵向布置即垂直于锅炉前后墙，这样布置管子短，支吊简单，管子布置数目多，水流速低，流动阻力小，但磨损后所有管子都需检修；（2）横向布置恰好相反，但是检修量小；四、省煤器的支吊方式省煤器可采用支承结构和悬吊结构,现代大型锅炉常采用悬吊式省煤器。省煤器出口联箱上的引出管既可悬吊省煤器，又可悬吊过热器和再热器。悬吊式省煤器如图8-1所示。,2022/11/13,8,2022/11/13,9,2022/11/13,10,2022/11/13,11,吊挂受热面-省煤器,2022/11/13,12,低温再热器进口,省煤器进口,2022/11/13,13,五、省煤器引出管与汽包连接采用套管连接方式；六、省煤器中的水速（一）省煤器中的质量流速和水速省煤器中水流的可取600800kg/(S),对水平管子，当水的流速大于0.5m/s时，可以避免金属局部氧腐蚀。如果省煤器管内达到沸腾状态，非沸腾部分水速不低于0.3m/s，管内是汽水混合物水速较低容易发生汽水分层，即水在管子下部，而蒸汽在管子上部，与蒸汽接触的金属管壁温度较高，有可能发生超温现象。容易引起金属的破坏，因而蛇形管沸腾部分中水流速度应不低于1m/s。（二）烟气流速的选取烟速太大磨损，太小导致积灰。一般经济烟速在811m/s，含灰量大于40%时，最大烟速11m/s，含灰量在14%20%时，最大烟气流速可以达12.24m/s18.3m/s。特别注意:引进技术机组,烟速指管束进口处流速；国产机组是指进、出口平均流速。,2022/11/13,14,2022/11/13,15,七、省煤器的启动保护在锅炉启动过程中，省煤器内会发生汽化，需要采取必要的措施，保证省煤器中的水产生流动。采用的方法是在省煤器进口管与锅筒下降管之间装设再循环管。1、自然循环锅炉的省煤器再循环管对自然循环锅炉，省煤器的再循环管如图8-3（a）所示。即在锅炉下降管和省煤器进水管之间装设一个有再循环阀的再循环管，由汽包下降管再循环管省煤器汽包之间形成自然循环回路。2、控制循环锅炉的省煤器再循环管对于控制循环锅炉，省煤器再循环系统如图8-3（b）所示。锅炉的下降管系统中均装有再循环泵，水在泵中进一步升压后进入水冷壁下联箱（下水包）。,2022/11/13,16,2022/11/13,17,2022/11/13,18,八、省煤器出口水温的选择对高压以上锅炉，省煤器均采用非沸腾式，即省煤器出口水温有一定的欠焓值，避免省煤器中发生汽化，以保证省煤器管中的水流量分配均匀，且使水在进入水冷壁管时不发生汽化，保证水冷壁入口的水流量分配均匀，提高水循环的安全性。对控制循环锅炉，一般将省煤器出口的水直接引入汽包的下降管入口处，以保证水进入再循环水泵时不发生汽化，要求省煤器出口水温欠温60。对直流锅炉，省煤器出口水约需要有380KJ/kg的欠焓，才能保证给水进入水冷壁管子时流量分配较为均匀。,2022/11/13,19,第二节 空气预热器,一、空气预热器的作用空气预热器利用了烟气余热。（1）进一步排烟温度降低，提高了锅炉热效率；（2）改善燃料的着火与燃烧条件，降低不完全燃烧损失；（3）强化辐射传热，节省金属，降低造价；（4）改善引风机工作条件。1、钢管式空气预热器钢管式空气预热器为传热式，常用于中、小型锅炉，它是由直径4051mm，壁厚为1.251.5mm的有缝薄壁钢管与错列开孔的上、下管板焊接而成，形成立体管箱。为使传热更接近于逆流传热，常采用多次交叉型式。一般空气预热器中烟气流速取1014m/s为宜。根据经验，空气流速应是烟气流速的0.40.55倍为宜。,2022/11/13,20,2022/11/13,21,2022/11/13,22,管式空气预热器工作动画,2022/11/13,23,管式空气预热器管箱上管板与锅炉钢架之间用膨胀补偿器联结，用以补偿部件间的受热膨胀时的相对位移，防止空气预热器的漏风。管式空气预热器管子错列布置。2、钢管式空气预热器的布置单道多流程、单道单流程、双道多流程、多道多流程。3、管式空气预热器管径及节距的选择采用小管径可以使结构紧凑，占用空间更小，目前广泛采用401.5，由于考虑积灰、清灰等问题而未被采用。管式空气预热器采用错列布置，其中S1/d=1.51.75， S2/d=11.5。对于一定的管径，S1 、S2越小，对传热越有利，结构越紧凑，但要防止焊接时发生过大变形。由于管内空气纵向流动，烟速可在1014m/s内选取。空气横向冲刷管壁，传热较强，流动阻力较大，所以采用较低流速，设计时为烟速的45%55%。,2022/11/13,24,2022/11/13,25,2022/11/13,26,二、回转式空气预热器回转式空气预热器是大型电站锅炉常采用的设备，其受热面为蓄热式。与管式空气预热器相比，回转式空气预热器具有结构紧凑、节省钢材、耐腐蚀性好和受热面受到磨损和腐蚀时不增加空气预热器的漏风量等优点。在相同体积内，回转式空气预热器可布置的受热面面积是管式空气预热器的68倍。在相同烟温条件下，回转式空气预热器波形受热元件的厚度较大，壁温较高，并可采用耐腐蚀材料，因此腐蚀相对较轻。主要缺点是漏风量较大，对密封结构要求较高。回转式空气预热器根据转动部件不同分为受热面旋转（容克式）和风罩旋转（罗特谬勒式）两种。1、受热面回转式空气预热器（容克式）国内电站锅炉多数采用受热面旋转式空气预热器，受热面回转式空气预热器分转子和静子两部分，转子由中心轴，上、下部轴承，径向和横向隔板，及内部装置,2022/11/13,27,回转式空气预热器结构动画,2022/11/13,28,2022/11/13,29,2022/11/13,30,的蓄热板组成。由密封区将烟气和空气隔开，转子转动时烟气区蓄热板被加热，转至空气区蓄热板放热并加热空气。静子包括轴承和轴承座及基础。回转式空气预热器具体可分为外壳、转子、受热元件、密封装置、传动装置、上下轴承座及润滑系统等部分。（1）外壳外壳顶板、底板与转子之间由扇形隔板相隔，将转子上、下部空间分为两部分，同时外壳顶板与底板上各有两个连接方箱，一个与烟道连接，一个与风道连接，而转子一侧通过烟气，一侧通过空气，烟气容积流量大于空气。回转式空气预热器中烟气通道一般占总受热面积的40%50%，空气通道占总面积的30%40%，其余部分为密封区，用以防止漏风。三分仓式受热面转动空气预热器结构与二分仓式基本相同，只不过由三对扇形板形成的密封区将受热面分为一次风通道，二次风通道，烟气通道。每个密封区所占角度为15，一次风通道所占角度35，二次风通道为115，烟气通道为165。这种三分仓式空气预热器适用于采用冷一次风机的正压制粉系统，高压一次风和低压二次风分别加热。,2022/11/13,31,2022/11/13,32,2022/11/13,33,空气预热器原理,2022/11/13,34,2022/11/13,35,（2）转子转子被分为径向和切向隔板分隔成许多扇形格，每个扇形格内装满波浪形薄钢板（即蓄热板）。转子是放置受热元件的，由12块或24块径向隔板与中心转筒和转子壳体联接成12个或24个扇形仓。每个仓由横向隔板分成多个梯形小室，受热元件制成抽屉式结构放入。转子分仓角度为15或30两种；取决于制造工艺的装配焊接条件、密封惰性区的覆盖程度、金属材料消耗量及转子的携带风量；转子结构有整体式、分片式、64型、模块和半模块，通常采用模块式。（3）受热元件1）板型和材料常用受热元件有DU型、CU型和NF型三种，如图所示。每种板型都是由定位板和波纹板组成。对于固体燃料，热端和热端中间段采用24GA材料DU型受热元件，冷端层或冷端中间层采用18GA材料NF型受热元件。,2022/11/13,36,2022/11/13,37,2022/11/13,38,2022/11/13,39,2022/11/13,40,2022/11/13,41,2022/11/13,42,对于气体燃料，采用CU型受热元件， CU型受热元件的单位容积的受热面积多，材料采用普通碳钢，冷端采用耐腐蚀的低合金材料，也可采用涂搪瓷受热元件防腐蚀。受热面波形板装于圆形筒体内，圆形筒体被钢板分隔成若干个扇形仓格，每个扇形仓格内装满由金属薄板制成的波形板组件，波形板组件称为预热器蓄热板。 蓄热板一般由厚度0.51.25mm薄钢板轧制成波形板和定位板，并要求板上斜波纹与气流方向成30夹角，以使增强气流扰动而改善传热效果。2）放置方式有横、纵向放置两种。横向放置优点是充满率高，不易发生散落；缺点是每块尺寸按等差级数变化，必须采用生产流水线的自动控制调节方式生产，适于批量制造。受热元件眼高度分四层放置，即热端层、热端中间层、冷端中间层和冷端层，每层高度为300600。（4）密封装置,2022/11/13,43,回转式空气预热器,回转式空气预热器,2022/11/13,44,回转式空气预热器内部,传热组件,2022/11/13,45,安装好的传热组件,传热组件,2022/11/13,46,2022/11/13,47,传热元件盒,2022/11/13,48,回转式空气预热器的传热组件,2022/11/13,49,传热组件正面,2022/11/13,50,传热组件侧面,2022/11/13,51,传热组件俯视图,2022/11/13,52,2022/11/13,53,回转式空气预热器的主要问题是漏风大，漏风主要包括携带漏风和密封漏风两种。由于转动部件和静止部件之间留有一定间隙，在转动过程中不可避免的会将部分空气带入烟气，这部分漏风称为携带漏风，携带漏风量一般不会超过1%。由于空气侧为正压，烟气侧为负压，在压差作用下空气会通过密封装置的间隙漏入烟气中，这部分漏风称为密封漏风。密封漏风量一般为8%10%。三分仓式受热面转动式空气预热器为例介绍空气预热器的密封装置。回转式空气预热器的密封分为冷态密封和热态密封.冷态密封系统由轴向密封、径向密封、环向密封、中心筒密封四部分组成。回转式空气预热器均装设有密封自动控制系统。,2022/11/13,54,2022/11/13,55,2022/11/13,56,（5）传动装置受热面旋转式空气预热器正常运行时其转速一般为1.17r/min，转速变化范围为0.251.23 r/min。预热器传动装置是将高速电动机转速降到11.5 r/min，传动方式有中心传动（小型预热器）和外圆传动。（6）支承和导向轴承及其润滑系统（7）吹灰装置和水冲洗装置2、风罩回转式空气预热器回转式空气预热器在设计良好时密封漏风量一般为8%10%，密封不好时可达30%或更高。回转式空气预热器的另一个问题是受热面容易积灰，在预热器上下两端都装有吹灰装置，吹灰介质通常采用过热蒸汽或压缩空气，如积灰严重，要采用压力水冲洗。,2022/11/13,57,回转式空气预热器结构动画,2022/11/13,58,2022/11/13,59,空预器支撑轴承,2022/11/13,60,第三节、尾部受热面的布置,一、单级布置一级空气预热器和一级省煤器组成。单级布置较为简单，但热风温度一般只能达到300左右，不可能再高。烟气容积和比热容均大于空气，所以烟气每降低1，空气温度升高1.251.5。二、双级布置两级空气预热器和两级省煤器组成。超高压和更高压力锅炉尾部受热面布置特点为：（1）尾部受热面大多采用单级布置；（2）再热器与低温对流过热器都是布置在省煤器前（按烟气流向）。（3）再热器与低温对流过热器在尾部烟道中可以串联布置，也可并联布置。,2022/11/13,61,2022/11/13,62,2022/11/13,63,第四节、低温受热面的积灰、磨损和腐蚀,一、低温受热面的积灰及其防止措施1、积灰的形成原因及影响因素（1）积灰的原因在锅炉的运行中，尾部烟道烟气温度低于600700,当含灰烟气在流经尾部受热面时,部分灰粒沉积在受热面上的现象称为积灰。干松灰；小于30m；低温黏结灰：(1)积灰与冷凝硫酸形成硫酸钙；(2)吹灰蒸汽凝结水或省煤器漏水与积灰混和。管子背风面最容易积灰，而正面很少积灰。这是因为迎风面受大灰粒的冲刷的缘故。管子两侧受飞灰的冲刷磨损，一般不会发生积灰。烟气流速不同时，受热面上积灰的情况如图829所示。灰粒在管壁上的沉积在最初阶段是很快的，但达到动平衡状态后基本不再变化。这时，一方面细灰在沉积，另一方,2022/11/13,64,2022/11/13,65,面烟气中大直径灰粒又将其剥离管壁，达到灰粒的沉积和被剥离处于动平衡状态。具体原因：1、管背面产生漩涡，10 m小颗粒沉积；2、微小颗粒具有很大附着力；3、静电感应，小于2030 m 的附着管子；4、表面粗糙，35 m 机械作用停留；（2）影响积灰的主要因素：粒径：粒径小易积灰，粒径大不易积灰。管径：管径小易积灰，管径大不易积灰。烟速：烟速小易积灰(3m/s)，烟速大不易积灰(大于8 m/s)粗糙度：粗糙面易积灰，光滑面不易积灰。烟温：烟温高易积灰，烟温低不易积灰。管排列方式：顺列易积灰，错列不易积灰。纵向节距：顺列S2小易积灰，错列S2小不易积灰。,2022/11/13,66,2、防止和减轻积灰的主要措施（1）在设计时选择合理的烟气流动速度，使积灰减轻。烟气流动速度应不低于56m/s，在低负荷时烟气流速不低于3m/s。当烟气流纵向冲刷管束时，应使烟气流速不低于8m/s。（2）采用吹灰装置。由于省煤器上的积灰多为松散积灰，使用吹灰器可以清除积灰。（3）采用合理的结构和布置方式。省煤器采用错列布置，并适当减小纵向节距，增强气流扰动，减少积灰。采用膜式省煤器和鳍片式省煤器，可增强传热，减轻磨损，减少积灰。（4）防止省煤器泄漏；,2022/11/13,67,二、低温受热面的飞灰磨损及其防止措施1、飞灰磨损的机理携带有灰粒和未完全燃烧燃料颗粒的高速烟气通过受热面时，固体粒子对受热面的每次撞击都会剥离掉极微小的金属屑，这就是飞灰对受热面的磨损。颗粒对受热面的撞击可分为垂直方向（法线方向）分力和切向方向（切线方向）分力。垂直方向撞击可使管壁表面产生微小的塑性变形或显微裂纹，称为撞击磨损。切向撞击则引起颗粒对管壁表面产生微小的切削作用，造成摩擦磨损。大量灰粒长期反复撞击，产生上述两类磨损的综合结果，使得冲击角度在3040范围内的金属管壁磨损最为严重。2、影响磨损的主要因素：,2022/11/13,68,2022/11/13,69,（1）烟气的流动速度和灰粒锅炉烟道中受热面管壁的磨损程度，与飞灰颗粒的动能和飞灰撞击的频率成正比。而灰粒的动能与灰粒速度成二次方关系，撞击频率与灰粒速度的一次方成正比。因此，管壁的磨损量与飞灰颗粒冲击速度成三次方关系。（2）灰粒的特性和飞灰浓度灰粒的形状对磨损程度有较大的影响。灰粒有锐利的棱角时比呈圆形的灰粒磨损较为严重。而灰粒的直径越大，磨损也加重。飞灰的浓度增加，单位时间内灰粒撞击管壁的频率增加，磨损加重。当灰粒中SiO2含量增加时，磨损也加重。（3）管束排列方式与冲刷方式当烟气横向冲刷管束时，对于错列布置的管束，第二排的磨损量比第一排的要大约两倍。这是因为第二排的每根管子正对第一排管的两管之间，烟气进入管束后流通截面变小而烟气流速加大使磨损加重。以后各排的磨损量也均大于第一排，但小于第二排。,2022/11/13,70,对于顺列布置的管束，第一排管子磨损较为严重，而第二排以后的管子相对较轻。灰粒对管壁圆周各处冲击磨损是不同的，对于顺列或错列布置的第一排管，最大磨损位置在迎风面两侧圆心角等于4560之间。对错列布置的第二排管，最大磨损位置在角等于3045之间；如图831所示。管式空气预热器中烟气是纵向流动，仅在烟气进口处管子磨损较严重。（4）气流运动方向当烟气流自上而下流动时，灰粒在重力作用下其速度可能大于烟气速度，从而加重了冲击磨损的程度。而当烟气自下而上流动时，在重力作用下灰粒速度降低，对管壁的磨损将会减轻。（5）管壁材料和壁温管壁材料的硬度Hb和灰粒硬度Hh的比值与管壁的磨损量有关。采用硬度较高管材可减小磨损。运行中管壁温度的高低也会影响磨损程度。,2022/11/13,71,2022/11/13,72,（6）烟气成分在烟气温度低于250时，烟气中的腐蚀性气体SO2、O2、H2O、H2S等将对管壁产生腐蚀作用。当腐蚀层被灰粒冲掉时，暴露的金属再次发生腐蚀，形成腐蚀与磨损交替循环，使总磨损速度加快几倍。（7）烟气走廊在布置对流受热面时，考虑到管束受热膨胀等问题，省煤器蛇形管弯头与炉墙之间留有几十毫米的间隙，此间隙处流动阻力小，烟气流速大于此烟道断面上平均烟气流速，称此间隙为烟气走廊。在烟气走廊内烟气流量不断增加，烟气流速不断提高。烟气流量的增加一部分来自走廊进口处烟气的横向流动，另一部分来自管束间烟气的横向流动。因为在管束的阻力大于走廊处的阻力，烟气自动向阻力小的走廊处流动，导致管束弯头处磨损加剧。,2022/11/13,73,2022/11/13,74,2022/11/13,75,2022/11/13,76,2022/11/13,77,3、减轻和防止磨损的措施（1）选择合理的烟气流速由于磨损量与烟气流速的3次方成正比，烟速增加1倍，磨损量将增加约10倍。因此，在锅炉设计时应选择合理的烟气流速，以减轻磨损，并防止积灰。一般应控制尾部受热面中烟气流速不大于9m/s。（2）防止烟道中出现局部烟速过高和飞灰浓度过大1）消除烟气走廊；在烟气走廊进口处加装梳形管和护瓦来减轻磨损。梳形管可使进口烟气阻力均衡，护瓦则可防止管束间烟气横向流动，两者组合可更好地降低烟气走廊中的烟气流速和磨损。2）防止局部地方的飞灰浓度过大在转弯处加装导向板装置，可使烟气流速和飞灰浓度均匀。3）消除漏风,2022/11/13,78,2022/11/13,79,2022/11/13,80,2022/11/13,81,（3）改善省煤器结构1)选用大直径管子；2)横向节距与管径的比值s1/d越大，则管子的磨损越轻；3)顺列管束的磨损比错列管束轻；4)采用扩展受热面；采用膜式省煤器、鳍片式省煤器和螺旋肋片式省煤器可以减轻磨损。采用膜式、鳍片式和螺纹肋片式扩展表面省煤器可强化烟气侧传热，使省煤器结构更加紧凑。在金属消耗量和通风电耗相同条件下，可使省煤器占有空间大大下降。（4）采用防磨装置在尾部烟道中受热面磨损较严重部位加装防磨装置是重要的防磨措施之一。如在第一排和第二排管的通风面装设防磨护瓦。在烟气走廊处受热面加装防磨护帘。对磨损较严重的部位，在设计制造时也可以采用厚壁管，延长被磨损时间，使受热面使用寿命增加。,2022/11/13,82,2022/11/13,83,（5）其它措施在尾部烟道前，加装除尘器，在烟气进入尾部烟道前除去部分飞灰或大颗粒飞灰，也可以减轻受热面磨损。锅炉运行中，采用较低的过量空气系数，尽量减少各受热面的漏风量，使烟气流速降低，可以减轻磨损。同时，严格控制煤粉细度，减小灰粒直径，可降低灰粒冲击磨损力，减轻管子磨损。三、尾部受热面的低温腐蚀1、低温腐蚀及其危害烟气中的水蒸汽和硫酸蒸汽进入低温受热面时，与温度较低的受热面金属接触并可能发生凝结而对金属壁面造成腐蚀，称为低温腐蚀。（1）低温腐蚀一般出现在烟温较低的低温空气预热器的冷端,对管式空气预热器将使管壁穿孔，大量空气漏入烟气中，造成送风量不足或引风机超负荷，排烟温度升高，锅炉热效率降低。,2022/11/13,84,（2）造成低温黏结性积灰，积灰与金属结成一体，在锅炉运行中难于清除，造成排烟温度升高，引风机阻力增加，锅炉出力下降，电耗增加。（3）严重的腐蚀导致受热面更换。2、低温腐蚀的机理（1）SO3的形成燃料当中的硫在燃烧时形成SO2，在高温下被分解的自由氧原子O与SO2作用生成SO3。因此，火焰温度越高，过量空气系数越大，生成的SO3也会越多。而SO3与水蒸汽作用会形成硫酸蒸汽，就会凝结下来腐蚀金属，并可能大量粘灰形成堵灰。（2） SO3生成的两种情况一是燃烧反应中火焰里部分O2会离解成O，与烟气中的SO2反应生成SO3；二是烟气流经对流受热面时，SO2遇到Fe2O3或V2O5等催化剂的作用，会与烟气中的过剩氧反应生成SO3，即：2SO2+O22 SO3。,2022/11/13,85,3、烟气露点（酸露点）的确定一般在锅炉正常排烟温度的范围内一般不会发生水蒸汽的凝结。当烟气中有SO3并与水蒸汽作用生成硫酸蒸汽时，烟气中硫酸蒸汽就会凝结，此时的温度称为酸露点或烟气露点，它比水露点高的多，而且烟气中硫酸蒸汽含量越高其酸露点也越高，可达140160甚至更高。烟气对受热面的腐蚀常用酸露点的高低来表示，酸露点越高，说明在较高烟温下硫酸蒸汽即可凝结，腐蚀也就越严重。烟气露点与燃料的硫分和灰分有关。燃料的收到基折算硫分越高，生成的SO3越多，烟气露点也越高；烟气中携带的飞灰粒子中所含的Ca、Mg和其他碱金属的氧化物以及磁性氧化铁，有吸收烟气中部分硫酸蒸汽的能力，从而减少硫酸蒸汽的浓度，由于硫酸蒸汽份压力的减小，烟气露点也就降低。烟气中灰粒子数量越多，这个影响越显著。,2022/11/13,86,不同燃料，不同燃烧方式下，烟气露点与折算硫分关系的工业试验结果如图所示。综合考虑燃料特性及燃烧方式影响的烟气露点温度的经验公式为： （83）式中：tl,tsl烟气露点和水露点温度，； Sar，ZS，Aar，ZS煤的收到基折算硫分和灰分，%； fh飞灰系数，对煤粉炉，取fh=0.85 。,2022/11/13,87,2022/11/13,88,4、腐蚀的速度腐蚀的速度与管壁上凝结的酸量、硫酸浓度以及管壁温度等因素有关。单位时间在管壁上凝结的硫酸量也是影响腐蚀速度的主要因素之一。当凝结酸量增加时，腐蚀速度也随之加快。凝结酸量和腐蚀速度均与受热面金属温度有关。由图可知，受热面金属温度不仅会影响硫酸的凝结量，而且随着金属温度升高，化学反应速度加快，腐蚀速度增加。烟气中SO3所占的容积虽然很小，但只要少量的硫酸蒸汽存在，就会使烟气露点明显升高，这就使得硫酸蒸汽更容易凝结。刚开始凝结时，凝结液中硫酸浓度很大，随着一部分硫酸蒸汽凝结下来，烟气中硫酸蒸汽浓度会有所下降，烟气露点也随之降低，随后凝结的硫酸浓度也跟着下降。因此，受热面上凝结的硫酸浓度是随温度降低而逐渐降低的。硫酸浓度对受热面的腐蚀速度的影响如图所示。,2022/11/13,89,2022/11/13,90,2022/11/13,91,受热面金属实际的腐蚀速度与硫酸蒸汽的凝结浓度和数量有关，而这又与金属壁面温度有关。图中A点为受热面金属壁温达烟气露点时，硫酸蒸汽开始凝结，但由于酸量较少且硫酸浓度较高，虽然壁温较高而腐蚀速度较低。B点为壁温降低而硫酸凝结量多且浓度也降低，腐蚀速度逐渐达最大的强烈腐蚀浓度区。随着壁温降至C点，凝结硫酸量减少且浓度也降至弱腐蚀浓度区，此区腐蚀速度达到最低。当壁温降至水露点时，除硫酸蒸汽外，水膜与烟气中SO2作用会生成亚硫酸溶液H2SO3 ，而且烟气中盐酸HCL也会溶于水中，它们均会对金属造成腐蚀作用。因此腐蚀速度又加快。,2022/11/13,92,2022/11/13,93,5、影响低温腐蚀的因素（1）燃料中的硫分；（2）炉内温度；（3）过量空气系数；（4）飞灰的成分；（5）烟气中氧化铁（Fe2O3）和氧化钒（V2O5 ）等催化剂的含量；,2022/11/13,94,6、减轻和防止低温腐蚀的措施（1）提高空气预热器金属壁面温度由公式（8-5）可知，提高空气预热器壁温可减少硫酸蒸汽凝结量并减缓低温腐蚀。而壁温度的提高则需要提高排烟温度和入口空气温度，这将使排烟热损失提高。实际上提高空气预热器壁温最常用的方法是提高入口空气温度，常采用如下三种方法。 将空气预热器出口的部分热风通过管道再送回空气预热器入口，使空预器入口空气温度升高并提高金属壁面温度。 在空气预热器和送风机之间加装暖风器作为前置式空气预热器。暖风器是利用汽轮机抽汽加热空气的面式加热器，通过调节蒸汽流量来改变空气出口温度，而暖风器出口处蒸汽应全部凝结成水。它利用了汽轮机的抽汽，减少了汽轮机的冷源损失，提高了热力系统的热经济性。,2022/11/13,95,2022/11/13,96,热管式空气预热器主要采用重力式钢水热管。热管外壳是能承受一定压力的细长圆钢管，管内保持约110-14Pa的真空度，管内充有一定量的纯水作为传热介质。图835是热管作为管式空气预热器的前置式预热器，也可以用热管将管式空气预热器最下面一个置换段受热面全部用热管式空气预热器代替，这样烟气侧和空气侧漏风量几乎为零。这是因为热管是紧密固定在烟气通道和空气通道之间的隔板上，空气侧不易发生腐蚀，烟气侧有个别热管腐蚀损坏也不会造成漏风。热管空气预热器一般故障较少，运行时间长，但造价较贵。（2）采用耐腐蚀材料在燃用高硫分燃料的锅炉中，管式空气预热器的低温级置换段可用耐腐蚀的玻璃管或其它耐腐蚀材料制作的管子。回转式空气预热器的冷端受热面可采用耐腐蚀的搪瓷，陶瓷或玻璃等材料制造。（3）采用低氧燃烧在保证完全燃烧或不降低锅炉燃烧效率的条件下，适当降低燃烧所用的空气量，即低过量空气系数的燃烧，这可使烟气中过剩氧减少，从而生成的SO3容积减少，使烟气露点,2022/11/13,97,2022/11/13,98,降低，减轻低温腐蚀。国外在燃油锅炉中已经将过量空气系数降至1.05或更低，燃煤锅炉采用此方法则需采用配风更加合理的燃烧器和较先进的自动控制装置，否则可能引起不完全燃烧热损失增加。（4）采用降低露点或抑制腐蚀的添加剂用粉状石灰石或白云石混入燃料中直接吹入炉膛内燃烧，使烟气中SO3与石粉发生反应生成CaSO4和MgSO4，使烟气中硫酸蒸汽分压力下降并减轻腐蚀。（5）燃料脱硫煤中硫化物有相当部分以黄铁矿的形态存在，可在煤粉制备前利用重力分离方法将其分离出来，减少煤中的含硫量。（6）选用回转式空气预热器回转式空气预热器中烟气和空气交替冲刷受热面，当烟气通过时有硫酸蒸汽在受热面上凝结，而空气通过时不但没有硫酸蒸汽的凝结，反而因空气中水蒸汽分压力低使凝结在受热面上的硫酸蒸发，使凝结酸量减少。而且，因为空气吸热而使壁温下降，酸液的腐蚀速度也在降低，使腐蚀有所减轻。,2022/11/13,99,2022/11/13,100,2022/11/13,101,2022/11/13,102,四、空气预热器的堵灰及对策当烟气或受热面壁温达露点时，管子表面由于结露而被湿润，灰粒子更容易粘在受热面上形成积灰，这种积灰过程称为粘聚性积灰。国内外的锅炉制造厂根据实践经验总结出了不同燃烧方式时，受热面允许的最低温度和燃料含硫量的关系曲线。受热面在任何工况和任何季节时，只要保持受热面壁温不低于允许值，受热面的低温腐蚀和积灰将相对减轻。图839表明采用10%热风再循环时，回转式空气预热器沾污明显减轻。,
