水套加热炉的腐蚀分析和防腐措施(下)

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1、水套加热炉的腐蚀分析和防腐措施(下)文章标题：水套加热炉的腐蚀分析和防腐措施(下)参考天然气的饱和含水量表(1atm，0℃，比重0.6)温度℃15222633374547.650556065饱和含水汽量g/nm312.819.326.440.253.273.280.496.8128.6155.4171.2得出：①完全燃烧后：烟气中的含水量80.4g/nm3，烟气露点47.6℃；②不完全燃烧后：烟气中的含水量171.2g/nm3，所以烟气露点65℃。所以，天然气燃烧后烟气的露点范围为47.6～65℃。只要烟气温度低于其露点，就会在烟气系统的金属内壁形成一层冷凝水膜。完全燃烧2.5m3/h甲烷，全

2、天共产生冷凝水量73.3kg：在烟道内烟气温度24小时保持33℃，将产生冷凝水量48.2kg/d（计算式：（80.4-40.2）×20×2.5×24g/d）；然后进入封头处的烟箱内，烟气温度24小时保持22℃，将再产生冷凝水量25.1kg/d（计算式：（40.2-19.3）×20×2.5×24g/d）。不完全燃烧2.5m3/h甲烷，全天共产生冷凝水量64.1kg：在烟道内烟气温度24小时保持33℃，将产生冷凝水量55.3kg/d（计算式：（171.2-40.2）×7.04×2.5×24g/d）；然后进入封头处的烟箱内，烟气温度24小时保持22℃，将再产生冷凝水量8.8kg/d（计算式：（40.

3、2-19.3）×7.04×2.5×24g/d）。在烟气中，由于CO2与烟气中的水蒸汽形成碳酸蒸汽，而碳酸蒸汽的露点（也叫酸露点或烟气露点）则较高，使露点大大高于按照上表得出的测算值。烟气露点高低影响因素：①配风量变化，②烟气中CO与CO2的比率变化。笔者初步测定出烟气露点为50～60℃。假设露点温度为50℃，即50℃的含水饱和度假设为80.4g/m3，则在33℃条件下凝结的水量远远大于48.2kg/d。3.4烟道等金属内壁的腐蚀机理3.4.1二氧化碳腐蚀的机理3.4.1.1氢去极化腐蚀在没有液态水时，CO2不会发生腐蚀。CO2与含水蒸汽的烟气一起，随着对流过程，一部分被排出烟囱，同时另一部分在

4、沿火筒、烟道、烟箱和烟囱等通道流动时，如果内壁长期附着很薄的冷凝水膜，就会有溶解度很高的CO2溶于凝结水中生成H2CO3弱酸，使凝结水膜的pH值降低到5.5以下，并吸附于金属内表面，H2CO3部分解析而产生H，对钢材发生氢去极化腐蚀。最易发生CO2酸性腐蚀和O2氧化腐蚀的部位，通常在火筒、烟道、烟箱封头以及烟囱等部位，腐蚀严重部位是烟道和烟囱。FeH2CO3→,;FeCO3H2↑（腐蚀产品）3.4.1.2温度的影响温度是影响CO2腐蚀的重要因素。温度在60℃附近，CO2腐蚀机制有质的变化。当温度低于60℃，由于碳钢生成无保护性的腐蚀产物膜，腐蚀速率由CO2水解生成碳酸的速度和CO2扩散至钢材表

5、面的速度共同决定，此时以均匀腐蚀为主；当温度高于60℃时，钢材表面有碳酸压铁生成，腐蚀速率由穿过该阻挡层的传质过程决定。温度在60～110℃时，生成的腐蚀产物膜厚而松，结晶粗大，不均匀，易破损，此时局部孔蚀严重。而温度高于150℃时，腐蚀产物膜细致紧密，附着力强，有一定的保护性，腐蚀速率下降。3.4.2氧去极化腐蚀在甲烷完全燃烧时，烟气中有部分剩余的氧气。在烟箱、6根烟道等烟气系统的金属内壁上，由于氧气充分扩散到冷凝水中，对钢材发生氧去极化腐蚀。2Fe1.5O2H2O2FeO（OH）2FeO（OH）Fe2O3H2O–黄色铁锈橙色铁锈腐蚀过程中铁、氧与水化合形成铁锈，这可从碳钢金属表面上黄色Fe

6、O（OH）和橙色Fe2O3等腐蚀产物得到证实。由于腐蚀产物疏松多孔，不能阻止腐蚀的行程。4防止烟道堵塞，防止被烟气腐蚀4.1防止烟道堵塞定期清理烟道的腐蚀产物，减少烟道的气体对流阻力。4.2防止被烟气腐蚀4.2.1提高烟气的排出温度在水套加热炉的运行参数中，没有规定金属设备内的烟气温度的下限值，根据前面的分析结论应规定为50～60℃。现场操作中，为将烟气温度提高到50～60℃，可用耐火泥堵塞1～3根烟道的两端，减少烟气的热交换面积0.597～1.790m2，能减少冷凝水的产生，从而减少O2和CO2腐蚀。4.2.2缩短水套加热炉的启动升温时间操作规范中，没有规定水套加热炉的启动升温时间。在点火启

7、动的升温过12全文查看程中，应缩短由低温冷水（0～20℃）加热到高温热水（50～70℃）的升温时间，减少冷凝水的产生量和积存时间。①加冷水到水套的2/3水位后再升温时，用最大供热量在最短的时间使水温升高到工况要求，一般为3小时；②启动前，先加少量的冷水，在升温过程中，边升温边加冷水，直到最后加水到水套的2/3水位，整个过程中，使水温一直高于烟气的露点温度，既确保加热保温，又防止在烟气中产生冷凝水。