鍋爐或加熱爐運行過程中，爐溫達1600℃上，燃料油在燃燒過程中生成高溫煙氣，高溫煙氣中含有一定量的SO2和SO3。在低溫部位，SO3與空氣或煙氣中的水分生成硫酸，在露點部位冷凝，產生硫酸腐蝕，這種現(xiàn)象稱為高溫煙氣硫酸露點腐蝕。硫酸露點腐蝕的程度不僅取決于燃料油中的硫含量，還受到SO2向SO3轉化的轉化率以及煙氣中水含量的影響。其對設備腐蝕速率快，面積廣，給安全生產帶來了隱患。

一、腐蝕機理

燃料重油中通常含有2%～3%的硫及含硫化合物，燃料中的硫燃燒生成二氧化硫，在催化劑的作用下進一步氧化生成三氧化硫。三氧化硫與煙氣中的水蒸汽生成硫酸蒸汽。反應式如下:

S+O2S→O2

SO2+O2→2SO3

SO3+H2O→H2SO4

干SO3對設備幾乎不發(fā)生腐蝕，但當它與煙氣中的蒸汽結合形成硫酸蒸氣時，卻大大提高了煙氣的露點，在裝置的露點部位發(fā)生凝結。硫酸有很強的腐蝕性，它與受熱面作用生成硫酸亞鐵(FeSO4)，嚴重腐蝕設備。

二、高溫煙氣硫酸露點腐蝕與普通的硫酸腐蝕的區(qū)別

研究表明，兩者有本質的區(qū)別。

①普通的硫酸腐蝕為硫酸與金屬表面的鐵反應生成FeSO4。反應式如下:

H2SO4+Fe→FeSO4+H2

②高溫煙氣硫酸露點腐蝕比較復雜。首先生成FeSO4，F(xiàn)eSO4在煙灰沉積物的催化作用下與煙氣中的SO2和O2進一步反應生成Fe2(SO4)3，而Fe2(SO4)3對SO2向SO3的轉化過程有催化作用。當pH值低于3時，F(xiàn)e2(SO4)3本身也將對金屬腐蝕生成FeSO4，形成FeSO4，F(xiàn)e2(SO4)3，F(xiàn)eSO4的腐蝕循環(huán)，大大加快了腐蝕的進程。反應式如下:

H2SO4+Fe→FeSO4+H2

FeSO4+SO2+O2→Fe2(SO4)3

SO2+O2→SO3

pH值<3時，F(xiàn)e2(SO4)3+Fe→FeSO4

據報道:用普通碳鋼制成的設備，國內腐蝕穿孔的最短時間為12天。

三、腐蝕部位

3.1 空氣預熱器和煙道

由于空氣預熱器中空氣的溫度較低，預熱器區(qū)段的煙氣溫度不高，壁溫常低于煙氣露點，這樣硫酸蒸汽就會凝結在空氣預熱器受熱面上，造成硫酸腐蝕。

3.2廢熱鍋爐的省煤器及管道

當燃料中含硫量較高、過?？諝庀禂?shù)較大，煙氣中SO3含量較高，露點升高，并且給水溫度較低時，省煤器及管道也有可能發(fā)生低溫腐蝕。

四、預防措施

為預防硫酸露點腐蝕，可采用下列技術措施:

4.1提高空氣預熱器管壁溫度，使壁溫高于煙氣露點

由于煙氣在露點以上基本不存在硫酸露點腐蝕的問題，因此可以通過提高排煙溫度達到防腐蝕的目的。如:提高排煙溫度、開熱風再循環(huán)、加暖風器提高空氣預熱器入口溫度等。但大量高溫煙氣排放掉，造成能量的浪費。此法的優(yōu)點是簡便易行，缺點是鍋爐效率降低。

4.2減少SO3的生成量

①采用低氧燃燒，減少煙氣中的過剩氧，阻止和減少SO2轉變?yōu)镾O3。低氧燃燒可以降低引、送風機電耗，是一項經濟價值很高和很有發(fā)展前途的技術措施，但要求鍋爐具有完善的燃燒設備和燃燒檢測儀表，并對操作人員整體素質要求較高。

②在煙氣中加入添加劑，中和SO3，阻止硫酸蒸汽的產生。此法的優(yōu)點是不降低鍋爐效率，缺點是增加運行成本，還要清除中和生成的產物。

4.3采用耐腐蝕的材料

①采用耐硫酸露點腐蝕鋼

國內90年代開發(fā)的ND鋼中加入了微量元素Cu，Sb和Cr，采用特殊的冶煉和軋制工藝，保證其表面能形成一層富含Cu，Sb的合金層。當ND鋼處于硫酸露點條件下，其表面極易形成一層致密的含Cu，Sb和Cr的鈍化薄膜。這層鈍化膜是硫酸腐蝕的反應物，隨著反應生成物的積累，陽極電位逐漸上升，很快就使陽極鈍化，ND鋼完全進入鈍化區(qū)。該鋼種已在幾家煉油廠的加熱爐系統(tǒng)應用，取得了較好的效果。

②采用耐蝕燒結合金涂層

該涂層采用超合金耐蝕合金化原理，經特殊工藝制備而得。其最高使用溫度在600℃左右(短時使用800℃)，導熱性能卓越，與基體結合緊密，并且熱膨脹性能與鋼鐵基材匹配好。工業(yè)應用表明，其耐硫酸露點腐蝕效果明顯。

③采用玻璃管、搪瓷管或用陶瓷材料制造冷端

空氣預熱器。該方法防腐效果好，不降低鍋爐效率，但漏風系數(shù)大。采用耐腐蝕的材料預防硫酸露點腐蝕，效果明顯，但成本高。

五、結束語

實際工作中，可根據具體情況選擇合適的防護措施。此外，還應注意資料和信息的收集，密切關注腐蝕監(jiān)測技術的最新動向，重視腐蝕失效案例的分析學習，以便更好地做好高溫煙氣硫酸露點腐蝕的防護工作。

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