通過對翅片熱管積灰成因和腐性原因分析,提出提高熱管壁溫采用鋼熱管外毅非金屬材料燃油中加添加劑以及增加除灰設施來減緩腐蝕。對減壓爐空氣預熱器煙氣出口端的排熱管進行了涂敷搪瓷處理,將常壓爐空氣預熱器煙氣側中后部及出口排熱管更換為無機熱傳導熱管,其中排熱管材質升級為鋼,并在常壓爐預熱器煙氣側增設燃氣脈沖吹灰設施。運行表明,達到了防腐抽并延長使用壽命的目的。
常壓爐預熱器熱管搪瓷鋼積灰腐蝕脈沖吹灰器常減壓蒸餾裝置常壓爐空氣預熱器于98年改造成熱管空氣預熱器,當時認為常壓爐以燒燃料氣為主燃料油為輔,同時考慮在結構上采用逐步縮徑來增大煙氣流速以降低積灰幾率,但投用半年后發現排煙溫度上升,空氣經過預熱器后溫度下降。
排煙溫度由投用初期的上升到檢修時檢查發現空氣預熱器煙氣側低溫部位積灰嚴重,翅片間已積滿灰垢,且質地較硬,部分熱管被腐蝕穿孔,導熱介質漏出。當時,由于沒有備用熱管更換,于是只對熱管作清灰處理后再次投用。使用半年后排煙溫度又開始上升,排煙溫度已達到空氣預熱后溫度也只有嚴重影響到裝置的正常生產和節能降耗工作。
經分析后認為,在空氣預熱器煙氣側低溫部位存在著酸性腐蝕問題,導致熱管內傳熱介質漏出而失效。
尤其是近幾年,隨著油田深度開采技術的進一步發展,原油性質劣質化傾向加重,原油中的金屬元素含量上升較快,特別是含量逐年上升,分析數據所示。原油經電脫鹽處理后,剩余的金屬鹽類終將富集在常壓渣油催化裂化油漿中,而燃料油則是用催化裂化油漿調和而成的。石油化工腐蝕與防護卷體鹽類,它們在燃燒時形成灰垢的基礎成分及過程如下氏燃料油中含有的金屬元素特別是釩和鈉,它們在燃料油燃燒時生成氧化物。
這些氧化物相互作用會形成低熔點的化合物如和反應生成的其熔點僅為它們在加熱爐內呈液態,粘度高,在隨煙氣排放過程中,會粘附在爐管外壁上,形成高溫積灰另一方面,它們還不斷地粘附其它灰分(如其它金屬氧化物)游離碳顆粒及其它低熔點化合物液滴,其中游離碳顆粒在垢的形成增厚過程中起了相當大的作用。當以燃料油為燃料時,易形成高溫積灰,消除方法是對游離碳顆粒進行促燃,如以燃料氣作燃料將游離碳顆粒燒掉??諝忸A熱器部位的積灰主要是粘性積灰和疏松積灰。
常壓爐的積灰主要有粘性積灰疏松積灰和高溫積灰三種。粘性積灰由于燃料油中等含量偏高,金屬離子在燃燒中形成氧化物燃料氣(脫后干氣)中含有燃燒后形成它們在煙氣中存在并隨煙氣運動。
煙氣中存在未燃盡的碳粒子及灰分當到達空氣預熱器時,隨著熱交換的進行,溫度逐漸降低,當在露點溫度附近時,碳粒子及灰分會吸附煙氣中的和玩形成的玩和玩氏再與金屬氧化物反應生成亞硫酸鹽硫酸鹽,同時還會和熱管外壁反應,生成硫酸亞鐵和硫酸鐵,很容易沉積在熱管翅片間形成灰垢。
疏松積灰由于微小粉塵未燃盡的碳粒子和熱管壁間存在著引力(粉塵碳粒子帶有電荷),它們會吸附在熱管壁上形成疏松的積灰,這種積灰較容易吹掉。如果吹灰不及時或煙氣中帶有大量蒸汽,會造成疏松積灰的沉積,并終導致灰垢形態的轉變。高溫積灰熱管失效原因酸性腐蝕介質的形成在常壓爐燃用的燃料中,均含有一定量的硫。
燃料氣中硫化氫含量見表此外還含有一定量的氮,在燃燒后主要生成和存在于煙氣中。和氣體與助燃空氣中的蒸汽(或燃燒生成的姚)結合生成亞硫酸硫酸和硝酸蒸氣,其在露點以下時便轉變為亞硫酸硫酸和硝酸。當煙氣與空氣預熱器的熱管接觸時,若煙氣溫度低于酸露點溫度,熱管的表面就會有酸液析出。