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    2. 新聞動態

      翅片熱管積灰成因分析

      通過對翅片熱管積灰成因和腐性原因分析,提出提高熱管壁溫采用鋼熱管外毅非金屬材料燃油中加添加劑以及增加除灰設施來減緩腐蝕。對減壓爐空氣預熱器煙氣出口端的排熱管進行了涂敷搪瓷處理,將常壓爐空氣預熱器煙氣側中后部及出口排熱管更換為無機熱傳導熱管,其中排熱管材質升級為鋼,并在常壓爐預熱器煙氣側增設燃氣脈沖吹灰設施。運行表明,達到了防腐抽并延長使用壽命的目的。
        常壓爐預熱器熱管搪瓷鋼積灰腐蝕脈沖吹灰器常減壓蒸餾裝置常壓爐空氣預熱器于98年改造成熱管空氣預熱器,當時認為常壓爐以燒燃料氣為主燃料油為輔,同時考慮在結構上采用逐步縮徑來增大煙氣流速以降低積灰幾率,但投用半年后發現排煙溫度上升,空氣經過預熱器后溫度下降。
        排煙溫度由投用初期的上升到檢修時檢查發現空氣預熱器煙氣側低溫部位積灰嚴重,翅片間已積滿灰垢,且質地較硬,部分熱管被腐蝕穿孔,導熱介質漏出。當時,由于沒有備用熱管更換,于是只對熱管作清灰處理后再次投用。使用半年后排煙溫度又開始上升,排煙溫度已達到空氣預熱后溫度也只有嚴重影響到裝置的正常生產和節能降耗工作。
        經分析后認為,在空氣預熱器煙氣側低溫部位存在著酸性腐蝕問題,導致熱管內傳熱介質漏出而失效。
        尤其是近幾年,隨著油田深度開采技術的進一步發展,原油性質劣質化傾向加重,原油中的金屬元素含量上升較快,特別是含量逐年上升,分析數據所示。原油經電脫鹽處理后,剩余的金屬鹽類最終將富集在常壓渣油催化裂化油漿中,而燃料油則是用催化裂化油漿調和而成的。石油化工腐蝕與防護卷體鹽類,它們在燃燒時形成灰垢的基礎成分及過程如下氏燃料油中含有的金屬元素特別是釩和鈉,它們在燃料油燃燒時生成氧化物。
        這些氧化物相互作用會形成低熔點的化合物如和反應生成的其熔點僅為它們在加熱爐內呈液態,粘度極高,在隨煙氣排放過程中,會粘附在爐管外壁上,形成高溫積灰另一方面,它們還不斷地粘附其它灰分(如其它金屬氧化物)游離碳顆粒及其它低熔點化合物液滴,其中游離碳顆粒在垢的形成增厚過程中起了相當大的作用。當以燃料油為燃料時,極易形成高溫積灰,消除方法是對游離碳顆粒進行促燃,如以燃料氣作燃料將游離碳顆粒燒掉。空氣預熱器部位的積灰主要是粘性積灰和疏松積灰。
        常壓爐的積灰主要有粘性積灰疏松積灰和高溫積灰三種。粘性積灰由于燃料油中等含量偏高,金屬離子在燃燒中形成氧化物燃料氣(脫后干氣)中含有燃燒后形成它們在煙氣中存在并隨煙氣運動。
        煙氣中存在未燃盡的碳粒子及灰分當到達空氣預熱器時,隨著熱交換的進行,溫度逐漸降低,當在露點溫度附近時,碳粒子及灰分會吸附煙氣中的和玩形成的玩和玩氏再與金屬氧化物反應生成亞硫酸鹽硫酸鹽,同時還會和熱管外壁反應,生成硫酸亞鐵和硫酸鐵,很容易沉積在熱管翅片間形成灰垢。
        疏松積灰由于微小粉塵未燃盡的碳粒子和熱管壁間存在著引力(粉塵碳粒子帶有電荷),它們會吸附在熱管壁上形成疏松的積灰,這種積灰較容易吹掉。如果吹灰不及時或煙氣中帶有大量蒸汽,會造成疏松積灰的沉積,并最終導致灰垢形態的轉變。高溫積灰熱管失效原因酸性腐蝕介質的形成在常壓爐燃用的燃料中,均含有一定量的硫。
        燃料氣中硫化氫含量見表此外還含有一定量的氮,在燃燒后主要生成和存在于煙氣中。和氣體與助燃空氣中的蒸汽(或燃燒生成的姚)結合生成亞硫酸硫酸和硝酸蒸氣,其在露點以下時便轉變為亞硫酸硫酸和硝酸。當煙氣與空氣預熱器的熱管接觸時,若煙氣溫度低于酸露點溫度,熱管的表面就會有酸液析出。

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      翅片散熱器
      翅片換熱器
      翅片熱交換器

        燃料中的硫含量的多少,會直接影響到酸露點溫度的高低,露點溫度的影響因素由燃料性質和加熱爐運行工況決定。灰垢成分如叭能促進轉化為加熱爐運行工況煙氣中氧含量高時,煙氣露點溫度變化不大,氧含量低時,露點溫度下降。常壓爐空氣預熱器熱管失效原因及對策CI在露點溫度下會使酸性介質的腐蝕加劇。
        此外,煙氣中含有大量的和蒸汽,其中在露點溫度以下會形成苛刻的腐蝕環境,如一的存在,會與鋼鐵反應生成亞鐵氰化亞鐵一殘在如此眾多的露點酸的影響及作用下,導致翅片熱管腐蝕穿孔而失效。露點溫度時大量的蒸汽和硫酸液會同時凝結在管壁上。煙氣中的溶解其中,形成的亞硫酸對管壁腐蝕更為嚴重。現象主要存在于停工的過程中,正常生產時,在空氣預熱器中很少出現。另外,煙氣中的仇遇水后,還可形成而產生腐蝕。
        酸液與灰垢在吸熱面上活性地共存加劇了酸露點腐蝕的發生。當然,低溫腐蝕的程度是凝結酸量酸液濃度熱管壁溫這三個主要因素綜合作用的結果。當壁溫稍低于露點溫度時,熱管壁上凝結的酸量很少,則腐蝕速率很慢隨著壁溫的降低,凝結的酸量增加,腐蝕速率加快。
        通常,最大腐蝕區域的熱管壁溫比煙氣露點溫度大約低巧如果壁溫更低,甚至低于煙氣中蒸汽的露點溫度,部分也會溶解于水中,生成并很快氧化為玩仇,因此熱管壁溫很低時,腐蝕速率會更大,壁溫與腐蝕速率的關系如圖所示。
        當熱管壁溫在距酸露點溫度約25以下的區域(區)時,空氣預熱器熱管壁就凝結了較多的硫酸液體,灰塵也會粘結到管壁上,并在管壁發生嚴重的化學腐蝕,最終導致腐蝕穿孔。當壁溫低于水常壓爐空氣預熱器共有組熱管,每組熱管有排,每排有27根熱管。