酸露点分析仪在锅炉烟气低温腐蚀防控中的应用

一、引子

在工业锅炉和电站锅炉中，燃料（煤、重油、炼厂干气等）所含的硫分在燃烧过程中生成SO₂，其中约1%至3%进一步氧化为SO₃。当烟气温度降至400℃以下时，SO₃与水蒸气化合生成硫酸蒸汽。若排烟温度低于烟气酸露点温度，硫酸蒸汽将在受热面凝结，导致低温硫酸露点腐蚀。

腐蚀的发生不仅缩短设备寿命，还可能因换热器泄漏导致非计划停机。为防止腐蚀，常规做法是提高排烟温度，但排烟温度每升高10℃，锅炉热效率约降低1%。腐蚀风险与热效率之间需要寻求平衡。

酸露点分析仪通过实时测量烟气酸露点温度，为排烟温度的控制提供量化依据，帮助用户在确保设备安全的前提下最大限度提高运行热效率。本文以某石油炼化企业加热炉酸露点监测系统的建设为例进行探讨。

二、项目背景

华东某石油炼化企业，其常减压装置配套一台管式加热炉，使用含硫燃料油（硫含量约2.5%）。该加热炉排烟温度设定为165℃，运行数年后发现空气预热器低温段换热管出现明显腐蚀减薄，部分管路已发生泄漏。

经检查，腐蚀部位集中在烟气温度约120℃至140℃的换热管段。结合燃料含硫量分析，判断排烟温度低于烟气酸露点温度，导致硫酸蒸汽在换热管表面凝结，形成低温腐蚀。

设备部门希望在现有工况条件下测得该加热炉烟气的实际酸露点温度，为排烟温度的调整提供准确依据。

三、存在的问题

问题一：缺乏酸露点实测数据，排烟温度设置缺乏依据

该企业加热炉排烟温度采用设计推荐值（165℃），但实际燃料含硫量及运行工况与设计条件存在差异。酸露点温度受烟气中SO₃浓度和水蒸气含量的共同影响，不同负荷、不同燃料批次下的酸露点温度波动，仅凭设计值无法准确反映实际工况。

问题二：腐蚀与能效的矛盾无法量化决策

担心腐蚀加剧，技术人员倾向提高排烟温度，但排烟温度每提升10℃即损失约1%热效率。缺少酸露点实测值作为安全下限的依据，管理决策只能在“保设备"和“保效率"之间取其一，无法实现两者兼顾。

问题三：腐蚀风险无法提前预警

腐蚀是逐渐累积的过程，当换热管出现泄漏时已到达设备损伤的中后期。若能获取烟气酸露点的实时或定期数据，可在腐蚀风险上升阶段提前采取调整措施。

四、解决方案

4.1 产品配置

本项目选用 DP900-G在线式酸露点仪 ，安装于加热炉烟气管道，实现对酸露点温度、氧含量、水分含量等参数的实时监测。

4.2 系统架构

烟气管道 → 取样探头（耐腐蚀材质） → 预处理系统 → 【酸露点分析仪】→ 4-20mA信号 → DCS系统

取样点设置于空气预热器入口前的烟道，该位置烟气温度较高，可避免取样过程中酸性组分冷凝。

4.3 实施效果

该加热炉实测烟气酸露点温度为153℃。依据该数据，将排烟温度设定值由165℃调整至160℃，在酸露点温度以上保留7℃安全裕量。

五、本案例涉及产品