LGGH系統(tǒng)再加熱器腐蝕原因分析及預防措施

張海輝

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

關鍵詞：LGGH；再加熱器；腐蝕；措施

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A

某電廠于2015年建設二臺660MW超超臨界燃煤汽輪發(fā)電機組。汽輪機采用上海汽輪機廠生產(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，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℃，對應汽機的入口參數(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。但是在引用設備后，發(fā)現(xiàn)設備在日常運行中出現(xiàn)腐蝕的表征特點，組織專業(yè)工作人員對設備的情況進行觀察分析，并提出導致其產(chǎn)生腐蝕的原因，明確預防措施，下文將對相關問題進行闡述。

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中，之后流經(jīng)再加熱器以及整個LGGH系統(tǒng)當中。因為受到循環(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口處，形成循環(huán)。LGGH可以始終保持工作穩(wěn)定，按照設計，可以將熱回收器進口煙溫從124℃下降到90℃，此時所吸收到的熱量可以滿足再加熱器運行要求。

1.2 LGGH再加熱器檢查情況

近年來隨著低碳經(jīng)濟發(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)都關注降低鍋爐排煙溫度相關問題，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)，實際運行起來卻存在一定的難度。導致設備產(chǎn)生腐蝕的主要因素是鍋爐低溫煙氣當中的水蒸氣以及鍋爐低溫煙氣當中的硫酸蒸汽凝結(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)生化學反應，這種化學反應會導致?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再加熱設備的運行過程中，出現(xiàn)與腐蝕情況表現(xiàn)比較相近的表征特點，所以下文將對相關的檢查情況進行分析，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號機組C修機會對煙道內(nèi)的LGGH再加熱器進行檢查，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。為進一步驗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技術人員對末端模塊換熱管及翅片的厚度進行檢測發(fā)現(xiàn)，管壁厚度為：5.47mm、5.20mm（設計值為5mm，材質(zhì)為ND鋼），翅片實測厚度為1.62mm、1.7mm（設計值為2mm，材質(zhì)為考登鋼）。檢修人員對本次檢測的點進行現(xiàn)場標識和記錄，作為每次檢查驗證的固定點。

運行人員介紹LGGH運行的情況：機組啟動過程中，在LGGH降溫段進口煙氣溫度達到100℃以上才投入LGGH系統(tǒng)；機組停運過程中，由于考慮到后續(xù)停運設備較多，都是在機組負荷200MW～300MW的時候先退出LGGH系統(tǒng)運行；目前嚴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℃，當達不到該溫度時就投入輔助加熱器運行，但是在機組啟動初期（受到輔汽汽源不足影響或者擔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到）等條件下無法達到。

（2）LGGH系統(tǒng)再加熱器腐蝕分析

經(jīng)過相關工作人員的討論認為目前LGGH再加熱器后端（靠近煙囪側(cè)）由于未進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情況，有待進一步進行跟蹤和分析。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)測點的選取和記錄，每次停機后都對這幾個相同部位進行監(jiān)測，并做好記錄，為進一步分析提供依據(jù)。腐蝕的主要時間段可以分為啟動階段、停機階段、停爐后階段及極端氣候運行階段。經(jīng)過詳細地檢查和判斷，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，咨詢設計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行，減少水蒸汽進入LGGH再加熱器。

2.1.2 單機冷態(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，應根據(jù)電除塵進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，運行人員在確保機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)下運行的時間。

2.2 停機過程

盡量推遲LGGH系統(tǒng)的運行，當LGGH降溫段進口煙溫達到100℃時才考慮退出LGGH降溫段的運行，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）來看不存在嚴重腐蝕的現(xiàn)象。ND鋼（09CrCuSb）一種耐硫酸低溫露點腐蝕用鋼，是目前國內(nèi)外最理想的“耐硫酸低溫露點腐蝕”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)多方實驗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格，翅片厚度有可能出現(xiàn)負偏差的情況，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?？刂棋仩t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行控制，保證其溫度始終比煙氣的露點溫度要高，這一點在冬季表現(xiàn)的尤為明顯。因為在冬季低溫面金屬壁的溫度會下降，所以此時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。希望可以為相關人員的日后工作奠定基礎，提升設備的運行質(zhì)量，減少腐蝕對主要設備的影響。

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