現(xiàn)今我國大部分火電機組都上了脫硫裝置,本文通過分析煙囪腐蝕機理,對比不同的脫硫工藝,通過對脫硫工藝的機理分析,結(jié)合煙囪腐蝕機理,得出其對煙囪腐蝕的影響。
一、前言
截止2010年底,煙氣脫硫機組容量5.6億千瓦,占煤電機組容量的86%,許多脫硫裝置的安裝都需要對煙囪進行同步防腐,造成高額投資。而且隨著脫硫裝置長期運行,經(jīng)過防腐處理的煙囪會由于種種原因出現(xiàn)問題,甚至影響到了煙囪的結(jié)構(gòu)安全。下面我們通過煙囪腐蝕機理的研究,進而通過對比不同的脫硫工藝,分析其對煙囪腐蝕的影響。
二、煙囪腐蝕原理
煙氣對煙囪的腐蝕種類有: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,在自然干燥下生成結(jié)晶型鹽,同時體積膨脹,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、停時,帶結(jié)晶水的鹽類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)備表面湍動摩擦,使其逐漸變薄,加速腐蝕過程。
三、脫硫工藝對煙囪腐蝕的影響
不同的脫硫工藝,對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,特點是脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后,脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露點,煙氣經(jīng)過再熱或不加熱直接排入煙囪。
煙氣經(jīng)過濕法脫硫后,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,形成腐蝕性很強的稀硫酸液。脫硫煙囪內(nèi)的煙氣有以下特點:
(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行。
(3)低濃度稀硫酸液比高濃度的酸液腐蝕性更強。
(4)酸液的溫度在40℃-80℃時,對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強。以鋼材為例,40℃-80℃時的腐蝕速度比在其它溫度時高出約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溫度時,即使很少的氯化物也會造成嚴(yán)重腐蝕。