4. Низкотемпературная коррозия, подогрев воздуха перед воздухоподогревателем.

Сернокислотная коррозия H₂SO₄

Топливо – мазут высокосернистый

Сера горит, окисляется до SO₂. Теплоты, при ее сгорании выделяется очень мало (по ср. с С, Н₂). Наличие серы может приводить к коррозиационным процессам хвостовых поверхностей нагрева. Хвостовые поверхности – РВП (самая низкая в котле температура металла поверхности).

Если в топливе содержится сера: продукт полного сгорания SO₂ (наличие оксида приводит к коррозии); избыточный кислород распадается на атомарный (термическое разложение);

реакция SO₂ (3…5%) + O`` = SO₃;

при снижении температуры газов от 500 до 200°С при контакте с водяными парами (Н₂О – продукты полного сгорания водорода + влага из топлива и из воздуха) SO₃ образует пары H₂SO₄.

При достижении точки росы пары H₂SO₄ начинают конденсироваться. Начинается процесс коррозии

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H_2.

Большая скорость процесса коррозии.

Мазут – коррозиационно опасное топливо (около 3% серы).

Если температура стенки меньше 160°С начинает происходить совместная конденсация H₂SO₄ и Н₂О с образованием жидкого раствора H₂SO₄. Начало конденсации – температура точки росы. Точка росы для серной кислоты зависит от концентрации серной кислоты. Для высокосернистых топлив точка росы составляет около 160°С (водяные пары 40-60°С). Нижняя часть РВП примерно 70°С.

Точка росы – функция от концентрации паров H₂SO₄ в дымовых газах, а пары H₂SO₄ зависят от концентрации SO₃. С увеличением концентрации H₂SO₄ растет температура точки росы.

Скорость коррозии снижается за счет того, что 1) снижается концентрация H₂SO₄, то есть больше конденсируется водяных паров, и водяные пары разбавляют раствор серной кислоты; 2) снижается температура стенки (снижается скорость реакции).

Полностью исключить процесс низкотемпературной коррозии РВП экономически нецелесообразно (производить ремонт РВП дешевле) при сжигании мазута, потому что нужна такая температура стенки, которая будет больше температуры росы, а значит, будут большие потери теплоты с уходящими газами. Чтобы температура металла была выше 160°С. Нужно поддерживать высокую температуру входящего в РВП воздуха.

Допустимая скорость коррозии 0,2 мм металла в год (продолжительность 4-5 лет работы нижней части РВП). Допустимая температура стенки – 0,94 от температуры точки росы. В любом случае температура стенки должна быть не менее допустимой.

Методы защиты от низкотемпературной коррозии

1) отделение коррозионно-опасных элементов в отдельный пакет (холодная часть РВП) для удобства ремонта;

2) предварительный подогрев воздуха в паровых калориферах до 50-90°С (зависит от содержания серы в топливе) -> возрастет температура уходящих газов (температура стенки увеличится), но q₂ увеличится, КПД снизится;

3) эмалирование листов поверхности РВП в холодной части (дополнительное термическое сопротивление) – массовое распространение не получил;

4) удаление соединений серы из топлива – в нашей стране не применяется (дороговизна).