防止空气预热器低温腐蚀的实用方法详解

  2025-12-23         0次

空气预热器作为锅炉系统中回收烟气余热、提高燃烧效率的关键设备，其冷端受热面极易因低温结露引发腐蚀问题。当空气预热器入口空气温度低于 30℃的规定值时，烟气中的水蒸气与二氧化硫、三氧化硫结合形成的酸性冷凝液会附着在受热面管壁上，不仅会造成金属材质的腐蚀损伤，还会与烟气中的飞灰结合形成粘性积灰，堵塞流道、降低换热效率，严重时甚至导致设备泄漏、停机检修。为有效规避这一问题，结合工业实践中的成熟经验，可采取以下针对性防止措施：

一、提高预热器入口空气温度，提升冷端壁温防结露

这是最直接且应用最广泛的核心措施，其核心原理是通过提高进入空气预热器的空气初始温度，使冷端受热面壁温始终高于烟气露点温度，从根源上避免酸性冷凝液的形成。

空气再循环加热法：在锅炉烟道与送风机入口之间设置专用再循环管道，将空气预热器出口的部分热空气（温度通常在 100℃以上）引回送风机入口，与常温冷空气按一定比例混合。通过调节再循环阀门的开度，可灵活控制混合后空气的温度，确保预热器入口空气温度稳定维持在 30℃以上。该方法无需额外增加加热能源，系统结构简单、运行成本低，适用于大多数工业锅炉，但需注意合理控制再循环风量，避免影响锅炉燃烧效率。

暖风器加热法：在空气预热器入口前设置专门的暖风器（分为蒸汽式和电加热式两种），利用锅炉产生的低压蒸汽或电能对冷空气进行预热。蒸汽式暖风器通过蒸汽与冷空气的间接换热提升空气温度，换热效率高、运行稳定，且能回收蒸汽余热，是大型电站锅炉的常用选择；电加热式暖风器则具有安装灵活、启停迅速的优势，适用于小型锅炉或作为应急预热装置。采用暖风器加热时，可精确控制入口空气温度，确保其始终高于露点，但需额外投入设备成本和运行能耗。

二、优化燃烧工况，减少腐蚀性介质生成

低温腐蚀的严重程度与烟气中三氧化硫的含量直接相关，而三氧化硫的生成主要源于燃料燃烧过程中二氧化硫的进一步氧化。因此，通过优化燃烧工况减少三氧化硫生成，可从源头降低腐蚀风险。

采用 “高温低氧” 燃烧方式：在保证燃料充分燃烧的前提下，严格控制锅炉炉膛内的过剩空气系数，将氧含量维持在较低水平（通常为 3%~5%）。低氧环境可抑制二氧化硫向三氧化硫的转化，同时减少烟气中的水蒸气含量，降低烟气露点。为实现高温低氧燃烧，需配套优化燃烧器结构、调整配风比例，确保燃料与空气充分混合，避免局部缺氧导致不完全燃烧。

选用低硫燃料或进行燃料脱硫：燃料中的硫含量是生成二氧化硫的根源，选用低硫煤、天然气等清洁燃料，可从根本上减少烟气中硫化物的含量。对于无法更换低硫燃料的场景，可采用燃料预处理脱硫技术（如煤炭洗选脱硫），降低燃料中的硫含量，进而减少燃烧后硫化物的排放，减轻低温腐蚀。

三、优化设备结构设计，降低腐蚀影响与检修成本

针对空气预热器冷端最易发生腐蚀的特点，通过优化结构设计，可减少腐蚀对设备整体运行的影响，同时降低检修维护成本。

冷端流程独立设计：将空气预热器冷端第一个换热流程与其他流程进行结构分离，使冷端易腐蚀区域形成独立的换热单元。由于该区域直接接触低温冷空气和高浓度腐蚀性烟气，是腐蚀最严重的部位，独立设计后，即便发生腐蚀泄漏，无需整体更换空气预热器的全部管子，仅需针对性更换第一个流程的腐蚀管段即可。这种设计不仅降低了检修时的材料消耗和工时成本，还能避免因局部腐蚀导致整个设备停机，提高设备的运行可靠性。

采用耐腐蚀材料：在空气预热器冷端易腐蚀部位，选用耐腐蚀性能更强的材料，如稀土合金复合管、不锈钢管、纳米搪瓷管等替代传统的碳钢管材这些管材具有良好的耐酸性和耐磨性，能有效抵御酸性冷凝液的侵蚀，延长冷端受热面的使用寿命。