Внешняя низкотемпературная коррозия возникает в результате образования на поверхностях нагрева капель или пленки влаги вступает в реакцию с металлической поверхностью.
Влага появляется на поверхностях нагрева в процессе конденсации водяного пара из дымовых газов вследствие низкой температуры воды (воздуха) и соответственно низкой температуры стенки.
Температура точки росы, при которой проходит конденсация водяного пара, зависит от вида сжигаемого топлива, его влажности, коэффициента избытка воздуха, от величины парциального давления водяного пара в продуктах сгорания.
Исключить появление низкотемпературной коррозии на поверхностях нагрева возможно в том случае, когда температура поверхности со стороны газовой среды будет на 5° С выше температуры точки росы. Такая величина температуры точки росы соответствует температуре конденсации чистой водяного пара и появляется при сжигании топлива.
При сжигании топлива (мазута), который содержит серу, в продуктах сгорания образуется серный ангидрид. Часть этого газа, окисляясь, образует агрессивный серный ангидрид, который, растворяясь в воде, образует на поверхностях нагрева пленку раствора серной кислоты, в результате резко усиливается коррозионный процесс. Присутствие в продуктах сгорания паров серной кислоты повышает температуру точки росы и вызывает коррозию на тех участках поверхности нагрева, температура которых значительно выше температуры точки росы и при сжигании природного газа составляет 55° С, при сжигании мазута – 125…150° С.
В паровых котельных, для большинства случаев, температура воды, поступающей в экономайзер, превышает необходимую температуру потому, что вода поступает из деаэраторов атмосферного типа с температурой 102° С.
Сложнее этот вопрос решается для водогрейных котельных, так как температура теплоносителя во внешнем трубопроводе системы теплоснабжения, поступающий в котлы, зависит от температуры наружного воздуха.
Повысить температуру входящей воды в котел можно способом рециркуляции горячей воды из котла.
Экономичность и надежность работы системы подогрева воды водогрейного котла, зависит от расхода теплоносителя через рециркуляцию. При увеличении подачи насосом увеличивается температура воды, поступающей в котел, также увеличивается температура отходящих газов, а значит, снижается КПД котла. Расход электроэнергии на привод рециркуляционного насоса в этом случае возрастает.
Инструкциями по эксплуатации водогрейных котлов предлагается регулировать работу системы нагрева теплофикационной воды таким образом, чтобы температура воды на входе в котлы при сжигании природного газа не опускалась ниже 60° С. Это требование снижает экономичность их работы, поскольку противокоррозионные мероприятия поддержания температуры стенок поверхностей нагрева можно обеспечить, если температура будет и ниже 60° С. Но при этом необходимо учитывать в расчетах температуру стенок поверхности нагрева.
Анализ проведения такого рода расчетов показывает, что, например для водогрейных котлов, работающих на природном газе, при температуре газов 140° С температуру воды на входе в котел нужно поддерживать не менее 40 ° С, т.е. ниже 60° С, которую предлагают инструкции.
Таким образом, изменив режим работы водогрейных котлов можно экономить тепловую и электрическую энергию в условиях отсутствия низкотемпературной коррозии металлических поверхностей водогрейных котлов.
