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翅片热管积灰成因分析
发布时间:2017-04-01

  通过对翅片热管积灰成因和腐性原因分析,提出提高热管壁温采用钢热管外毅非金属材料燃油中加添加剂以及增加除灰设施来减缓腐蚀。对减压炉空气预热器烟气出口端的排热管进行了涂敷搪瓷处理,将常压炉空气预热器烟气侧中后部及出口排热管更换为无机热传导热管,其中排热管材质升级为钢,并在常压炉预热器烟气侧增设燃气脉冲吹灰设施。运行表明,达到了防腐抽并延长使用寿命的目的。

  常压炉预热器热管搪瓷钢积灰腐蚀脉冲吹灰器常减压蒸馏装置常压炉空气预热器于98年改造成热管空气预热器,当时认为常压炉以烧燃料气为主燃料油为辅,同时考虑在结构上采用逐步缩径来增大烟气流速以降低积灰几率,但投用半年后发现排烟温度上升,空气经过预热器后温度下降。

  排烟温度由投用初期的上升到检修时检查发现空气预热器烟气侧低温部位积灰严重,翅片间已积满灰垢,且质地较硬,部分热管被腐蚀穿孔,导热介质漏出。当时,由于没有备用热管更换,于是只对热管作清灰处理后再次投用。使用半年后排烟温度又开始上升,排烟温度已达到空气预热后温度也只有严重影响到装置的正常生产和节能降耗工作。

  经分析后认为,在空气预热器烟气侧低温部位存在着酸性腐蚀问题,导致热管内传热介质漏出而失效。

  尤其是近几年,随着油田深度开采技术的进一步发展,原油性质劣质化倾向加重,原油中的金属元素含量上升较快,特别是含量逐年上升,分析数据所示。原油经电脱盐处理后,剩余的金属盐类超终将富集在常压渣油催化裂化油浆中,而燃料油则是用催化裂化油浆调和而成的。石油化工腐蚀与防护卷体盐类,它们在燃烧时形成灰垢的基础成分及过程如下氏燃料油中含有的金属元素特别是钒和钠,它们在燃料油燃烧时生成氧化物。

  这些氧化物相互作用会形成低熔点的化合物如和反应生成的其熔点仅为它们在加热炉内呈液态,粘度极高,在随烟气排放过程中,会粘附在炉管外壁上,形成高温积灰另一方面,它们还不断地粘附其它灰分(如其它金属氧化物)游离碳颗粒及其它低熔点化合物液滴,其中游离碳颗粒在垢的形成增厚过程中起了相当大的作用。当以燃料油为燃料时,极易形成高温积灰,消除方法是对游离碳颗粒进行促燃,如以燃料气作燃料将游离碳颗粒烧掉。空气预热器部位的积灰主要是粘性积灰和疏松积灰。

  常压炉的积灰主要有粘性积灰疏松积灰和高温积灰三种。粘性积灰由于燃料油中等含量偏高,金属离子在燃烧中形成氧化物燃料气(脱后干气)中含有燃烧后形成它们在烟气中存在并随烟气运动。

  烟气中存在未燃尽的碳粒子及灰分当到达空气预热器时,随着热交换的进行,温度逐渐降低,当在露点温度附近时,碳粒子及灰分会吸附烟气中的和玩形成的玩和玩氏再与金属氧化物反应生成亚硫酸盐硫酸盐,同时还会和热管外壁反应,生成硫酸亚铁和硫酸铁,很容易沉积在热管翅片间形成灰垢。

  疏松积灰由于微小粉尘未燃尽的碳粒子和热管壁间存在着引力(粉尘碳粒子带有电荷),它们会吸附在热管壁上形成疏松的积灰,这种积灰较容易吹掉。如果吹灰不及时或烟气中带有大量蒸汽,会造成疏松积灰的沉积,并超终导致灰垢形态的转变。高温积灰热管失效原因酸性腐蚀介质的形成在常压炉燃用的燃料中,均含有一定量的硫。

  燃料气中硫化氢含量见表此外还含有一定量的氮,在燃烧后主要生成和存在于烟气中。和气体与助燃空气中的蒸汽(或燃烧生成的姚)结合生成亚硫酸硫酸和硝酸蒸气,其在露点以下时便转变为亚硫酸硫酸和硝酸。当烟气与空气预热器的热管接触时,若烟气温度低于酸露点温度,热管的表面就会有酸液析出。

  燃料中的硫含量的多少,会直接影响到酸露点温度的高低,露点温度的影响因素由燃料性质和加热炉运行工况决定。灰垢成分如叭能促进转化为加热炉运行工况烟气中氧含量高时,烟气露点温度变化不大,氧含量低时,露点温度下降。常压炉空气预热器热管失效原因及对策CI在露点温度下会使酸性介质的腐蚀加剧。

  此外,烟气中含有大量的和蒸汽,其中在露点温度以下会形成苛刻的腐蚀环境,如一的存在,会与钢铁反应生成亚铁氰化亚铁一残在如此众多的露点酸的影响及作用下,导致翅片热管腐蚀穿孔而失效。露点温度时大量的蒸汽和硫酸液会同时凝结在管壁上。烟气中的溶解其中,形成的亚硫酸对管壁腐蚀更为严重。现象主要存在于停工的过程中,正常生产时,在空气预热器中很少出现。另外,烟气中的仇遇水后,还可形成而产生腐蚀。

  酸液与灰垢在吸热面上活性地共存加剧了酸露点腐蚀的发生。当然,低温腐蚀的程度是凝结酸量酸液浓度热管壁温这三个主要因素综合作用的结果。当壁温稍低于露点温度时,热管壁上凝结的酸量很少,则腐蚀速率很慢随着壁温的降低,凝结的酸量增加,腐蚀速率加快。

  通常,超大腐蚀区域的热管壁温比烟气露点温度大约低巧如果壁温更低,甚至低于烟气中蒸汽的露点温度,部分也会溶解于水中,生成并很快氧化为玩仇,因此热管壁温很低时,腐蚀速率会更大,壁温与腐蚀速率的关系如图所示。

  当热管壁温在距酸露点温度约25以下的区域(区)时,空气预热器热管壁就凝结了较多的硫酸液体,灰尘也会粘结到管壁上,并在管壁发生严重的化学腐蚀,超终导致腐蚀穿孔。当壁温低于水常压炉空气预热器共有组热管,每组热管有排,每排有27根热管。