張海輝

摘 要：以LGGH系統(tǒng)再加熱器在某廠的實(shí)際使用情況為基礎(chǔ)，結(jié)合往日的工作經(jīng)驗(yàn)以及LGGH系統(tǒng)再加熱器的實(shí)際運(yùn)行情況，對再加熱器產(chǎn)生腐蝕的因素以及如何預(yù)防腐蝕、如何規(guī)避腐蝕進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：LGGH；再加熱器；腐蝕；措施

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

某電廠于2015年建設(shè)二臺660MW超超臨界燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組。汽輪機(jī)采用上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)，型號：N660-25.00/600/600。鍋爐為上海鍋爐廠的超超臨界參數(shù)、直流爐。鍋爐出口蒸汽參數(shù)為26.25MPa（a）/605/603℃，對應(yīng)汽機(jī)的入口參數(shù)25.0MPa（a）/600/600℃。LGGH系統(tǒng)是福建龍凈公司自主研發(fā)、生產(chǎn)、安裝、調(diào)試的煙氣余熱再利用系統(tǒng)。其再加熱器的性能良好，并且符合該電廠的需求。但是在引用設(shè)備后，發(fā)現(xiàn)設(shè)備在日常運(yùn)行中出現(xiàn)腐蝕的表征特點(diǎn)，組織專業(yè)工作人員對設(shè)備的情況進(jìn)行觀察分析，并提出導(dǎo)致其產(chǎn)生腐蝕的原因，明確預(yù)防措施，下文將對相關(guān)問題進(jìn)行闡述。

1. LGGH系統(tǒng)再加熱器腐蝕產(chǎn)生的原因

1.1 系統(tǒng)概述

LGGH系統(tǒng)是一種煙氣余熱回收再加熱裝置，主要由熱回收器、再加熱器組成。熱回收器的受熱管在除塵器前端煙道中，每一個熱回收器都有10個模塊的省煤器管組。而再加熱器則安裝40個模塊省煤器管組。LGGH系統(tǒng)的本質(zhì)是一種封閉式的水循環(huán)系統(tǒng)，熱回收器和再加熱器相互之間形成熱傳媒，利用除鹽水作為傳遞媒介。除鹽水首先會通過供水管道流入到熱回收器當(dāng)中，之后流經(jīng)再加熱器以及整個LGGH系統(tǒng)當(dāng)中。因?yàn)槭艿窖h(huán)水泵作用的影響，除鹽水的流經(jīng)布置在電除塵器前方熱回收器的時候，是可以通過吸收煙氣熱量的方式來傳遞熱量的，除鹽水會經(jīng)過再加熱器，在放熱之后回到泵進(jìn)口處，形成循環(huán)。LGGH可以始終保持工作穩(wěn)定，按照設(shè)計(jì)，可以將熱回收器進(jìn)口煙溫從124℃下降到90℃，此時所吸收到的熱量可以滿足再加熱器運(yùn)行要求。

1.2 LGGH再加熱器檢查情況

近年來隨著低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的不斷提升，不論是煤價還是可持續(xù)發(fā)展理念，都在被迫轉(zhuǎn)型。全行業(yè)都關(guān)注降低鍋爐排煙溫度相關(guān)問題，雖然在理論層面上可以將鍋爐的排煙溫度控制到80℃～98℃的范圍區(qū)間內(nèi)，實(shí)際運(yùn)行起來卻存在一定的難度。導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的主要因素是鍋爐低溫?zé)煔猱?dāng)中的水蒸氣以及鍋爐低溫?zé)煔猱?dāng)中的硫酸蒸汽凝結(jié)在低溫受熱面中，如果產(chǎn)生凝結(jié)并沒有及時地處理，這部分凝結(jié)物就會和換熱管產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，這種化學(xué)反應(yīng)會導(dǎo)致?lián)Q熱管壁出現(xiàn)腐蝕的問題。某電廠就出現(xiàn)類似的問題，在LGGH再加熱設(shè)備的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)與腐蝕情況表現(xiàn)比較相近的表征特點(diǎn)，所以下文將對相關(guān)的檢查情況進(jìn)行分析，判定是否真正存在腐蝕的問題。

（1）檢修介紹檢查情況：檢修人員利用1號機(jī)組C修機(jī)會對煙道內(nèi)的LGGH再加熱器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)再加熱器末端（靠煙囪側(cè)）底板上積有大量灰色粉末物質(zhì)和暗紅色塊狀物質(zhì)，初步懷疑再加熱器存在腐蝕現(xiàn)象。為進(jìn)一步驗(yàn)證末端換熱模塊是否存在腐蝕現(xiàn)象，后會同龍凈公司有關(guān)技術(shù)人員對末端模塊換熱管及翅片的厚度進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，管壁厚度為：5.47mm、5.20mm（設(shè)計(jì)值為5mm，材質(zhì)為ND鋼），翅片實(shí)測厚度為1.62mm、1.7mm（設(shè)計(jì)值為2mm，材質(zhì)為考登鋼）。檢修人員對本次檢測的點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)識和記錄，作為每次檢查驗(yàn)證的固定點(diǎn)。

運(yùn)行人員介紹LGGH運(yùn)行的情況：機(jī)組啟動過程中，在LGGH降溫段進(jìn)口煙氣溫度達(dá)到100℃以上才投入LGGH系統(tǒng)；機(jī)組停運(yùn)過程中，由于考慮到后續(xù)停運(yùn)設(shè)備較多，都是在機(jī)組負(fù)荷200MW～300MW的時候先退出LGGH系統(tǒng)運(yùn)行；目前嚴(yán)格按照龍凈公司提供的說明書要求盡量控制LGGH再加熱器入口的水溫≥80℃，當(dāng)達(dá)不到該溫度時就投入輔助加熱器運(yùn)行，但是在機(jī)組啟動初期（受到輔汽汽源不足影響或者擔(dān)心輔汽氣壓波動大影響）、冬天極寒天氣（輔汽投入后仍然無法達(dá)到）等條件下無法達(dá)到。

（2）LGGH系統(tǒng)再加熱器腐蝕分析

經(jīng)過相關(guān)工作人員的討論認(rèn)為目前LGGH再加熱器后端（靠近煙囪側(cè)）由于未進(jìn)行防腐故存在一定的腐蝕，而前端靠近脫硫塔側(cè)的換熱面不存在腐蝕現(xiàn)象。由于缺少現(xiàn)場實(shí)際測量的數(shù)據(jù)無法判斷真正腐蝕量和腐蝕速率的真實(shí)情況，有待進(jìn)一步進(jìn)行跟蹤和分析。需要企業(yè)內(nèi)部工作人員對環(huán)化檢修分部做好定期監(jiān)測點(diǎn)的選取和記錄，每次停機(jī)后都對這幾個相同部位進(jìn)行監(jiān)測，并做好記錄，為進(jìn)一步分析提供依據(jù)。腐蝕的主要時間段可以分為啟動階段、停機(jī)階段、停爐后階段及極端氣候運(yùn)行階段。經(jīng)過詳細(xì)地檢查和判斷，基本已經(jīng)可以確定LGGH再加熱器存在腐蝕的情況，在這種情況背景下，咨詢設(shè)計(jì)院是否可以在啟動鍋爐出來的蒸汽母管上接一路汽源管到LGGH再加熱器的輔助加熱器，以便在鍋爐輔汽聯(lián)箱汽源改由抽汽供氣時，可以及早實(shí)現(xiàn)啟動鍋爐向LGGH再加熱器輔助加熱器供汽。

2.針對LGGH再加熱器腐蝕的解決方式

2.1 解決方案的啟動過程

2.1.1 在脫硫塔漿液循環(huán)泵開啟之前先投入小濕電運(yùn)行，減少水蒸汽進(jìn)入LGGH再加熱器。

2.1.2 單機(jī)冷態(tài)啟動后，由于受到啟動鍋爐供汽量不足的影響，無法及早投入LGGH輔助加熱汽源，應(yīng)根據(jù)電除塵進(jìn)口煙溫的情況盡快投入LGGH系統(tǒng)。輔汽聯(lián)箱有鄰爐供汽時，運(yùn)行人員在確保機(jī)組用汽安全的情況下，及早投入LGGH輔助加熱器，盡量縮短LGGH再加熱器在濕態(tài)下運(yùn)行的時間。

2.2 停機(jī)過程

盡量推遲LGGH系統(tǒng)的運(yùn)行，當(dāng)LGGH降溫段進(jìn)口煙溫達(dá)到100℃時才考慮退出LGGH降溫段的運(yùn)行，這時考慮循環(huán)介質(zhì)走旁路，采用投入LGGH輔汽加熱系統(tǒng)，盡量使LGGH降溫段的水溫控制在80℃以上。

2.3 控制腐蝕、規(guī)避腐蝕的措施

盡量控制LGGH降溫段的水溫控制在80℃以上。LGGH再熱器受熱面管采用管壁厚度正偏差、材料為ND鋼材料（09CrCuSb），目前測量的結(jié)果（5.47mm、5.20mm）來看不存在嚴(yán)重腐蝕的現(xiàn)象。ND鋼（09CrCuSb）一種耐硫酸低溫露點(diǎn)腐蝕用鋼，是目前國內(nèi)外最理想的“耐硫酸低溫露點(diǎn)腐蝕”用鋼材，ND鋼廣泛用于制造在高含硫煙氣中服役的省煤器、熱交換器等裝置設(shè)備，用于抵御含硫煙氣結(jié)露腐蝕。ND鋼耐硫酸低溫腐蝕，但并不是不會腐蝕，而是在腐蝕過程中發(fā)生鈍化作用，在鋼材表面形成一層Cu、Cr、Sb等合金元素的鈍化層，從而具有較高的耐硫酸腐蝕能力，經(jīng)多方實(shí)驗(yàn)研究證明在耐硫酸低溫環(huán)境下其耐腐蝕能力明顯好于各種鋼材，是普通碳鋼的幾倍，甚至比316的不銹鋼還更耐腐蝕，但盡管如此，其也是會腐蝕，只是腐蝕速率較慢，即有限腐蝕。而對翅片的要求并不嚴(yán)格，翅片厚度有可能出現(xiàn)負(fù)偏差的情況，現(xiàn)場觀察可能存在腐蝕，但是考登鋼的腐蝕速度也不會那么快，且不會影響整個散熱面的換熱效果，可以放心使用。通過分析發(fā)現(xiàn)，鍋爐低溫受熱面金屬壁自身的溫度與其內(nèi)部的煙氣溫度并沒有太大的關(guān)系，所以為從根本上減少煙氣低溫腐蝕的情況，必須要保證過濾自身的煙氣溫度在某特定值之上。控制鍋爐煙氣溫度理論，其最根本的理念就是對鍋爐低溫受熱面的金屬溫度進(jìn)行控制，保證其溫度始終比煙氣的露點(diǎn)溫度要高，這一點(diǎn)在冬季表現(xiàn)的尤為明顯。因?yàn)樵诙镜蜏孛娼饘俦诘臏囟葧陆担源藭r工作人員必須通過各種措施來保證受熱面的金屬壁溫度時刻處在比煙氣露點(diǎn)溫度高的狀態(tài)，才能保證系統(tǒng)不出現(xiàn)結(jié)露的情況，避免低溫腐蝕。

結(jié)語

上文先闡述LGGH再加熱器的工作原理，之后分別分析產(chǎn)生腐蝕的原因，還提出部分解決方案。希望可以為相關(guān)人員的日后工作奠定基礎(chǔ)，提升設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，減少腐蝕對主要設(shè)備的影響。

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