炼油厂余热炉入口波纹管膨胀节失效分析

某石化公司炼油厂重催车间余热炉设计产汽量为30.25/h。该余热炉改造完毕投入使用3个月后，余热炉入口波纹管膨胀节外壁正下方出现腐蚀漏点现象，针对这一现象引起的波纹管膨胀节失效进行分析，如下：

（1）腐蚀类型分析

从现场测试及观察的情况看，余热炉排烟温度对入口温度无影响，对腐蚀点无影响，余热炉入口及膨胀节内烟道温度在运行期间无明显的变化，但膨胀节外壁温度和环境温度变化很大，环境温度升高，外壁温度随之升高，腐蚀愈弱。余热炉入口波纹管膨胀节腐蚀类型属烟气露点腐蚀。

（2）腐蚀机理分析

烟气露点腐蚀是由于燃料中硫元素在燃烧时生产SO₂、SO₃，当换热面的外表面温度低于烟气温度时，在换热面上就会形成硫酸雾露珠，导致换面腐蚀。露点腐蚀的温度一般在30～60℃。很多余热锅炉排出的烟气中，常含有一些腐蚀性气体和腐蚀性物质，如硫的氧化物、钒氧化物等，这些物质对余热锅炉会产生强烈的腐蚀，严重时在很短的时间内会使锅炉遭到损坏。当进入余热锅炉的烟气中含有SO_?2?时，部分会转化为SO_?3，并与烟气中的水蒸汽结合生成硫酸蒸汽，在低温金属表面上凝结形成硫酸溶液，与碱性灰及金属反应，产生腐蚀现象。

（3）SO_?3的形成

一般燃料油或燃料气中均含有少量的硫，硫燃烧后全部变成SO_?2，由于燃烧室中有过量的氧气存在，所以又有少量的SO_?2进一步与氧结合生成SO_?3。在通常的过剩空气条件下，全部SO_?2中约有1%～3%转化成SO_?3。在高温烟气中的SO_?3气体不腐蚀金属，但当烟气温度降到400℃以下，SO_?3将与水蒸气化合生成硫酸蒸汽，当硫酸蒸汽凝结到炉子尾部受热面上时就会发生低温硫酸露点腐蚀。与此相反，SO_?2与水蒸气生成亚硫酸汽，它的露点温度低，一般不可能在炉子内凝结，因此对余热炉无危害。所以硫酸露点腐蚀过程中最重要的因素是SO_?3的生成，包括原子氧化剂分子氧化两种模式。

（4）影响烟气露点腐蚀的因素

烟气露点温度除与烟气中影响SO_?3量的过剩空气系数有关外，还随着烟气中水蒸气的含量增多而升高。在以燃料油为主的加热炉中，烟气中水蒸气的体积含量一般约为10%～12%。在这种条件下，露点温度就主要随SO_?3量的增加而升高。另外，由于烟气中水蒸汽和SO_?3体积含量有变化，在冷壁面上冷凝硫酸的浓度亦不同。

余热炉入口温度远高于烟气露点，只有在外界环境温度，至少是金属表面温度低于露点温度时才可能产生露点液体，造成露点腐蚀，因此，环境温度是影响露点腐蚀的因素之一。