某公司机组水冷壁烟气腐蚀原因分析与建议

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水冷壁高温腐蚀原因分析及调整策略

水冷壁高温腐蚀原因分析及调整策略

水冷壁高温腐蚀原因分析及调整策略摘要:某电厂2号炉大修时发现两侧墙水冷壁发生了较为严重的高温腐蚀,最高腐蚀厚度接近1mm;炉膛的前后墙水冷壁也有轻微的高温腐蚀现象。

通过在被腐蚀区域喷涂耐腐蚀金属涂层如镍铬钛、镍铬合金等是减缓高温腐蚀的一种措施,但不能从根本上解决,而且价格较高。

入炉煤煤质下降、含硫量偏高和水冷壁贴壁处产生还原性气氛是造成水冷壁高温腐蚀的主要原因。

为了找到避免水冷壁发生高温腐蚀,且保证锅炉稳定、高效燃烧的运行参数,特进行了燃烧调整试验,并结合历史煤质分析得出本厂高温腐蚀的最终原因,从而进行运行方式的调整,避免或减少2炉的高温腐蚀现象。

关键词:高温腐蚀还原性氧量燃烧调整Cause Analysis and adjustment strategy of high temperaturecorrosion of water wallCong Peiyong,Datang International Xilinhot Power Generation Co. , Ltd. , Xilinhot, 026200ABSTRACT: during the overhaul of No. 2 boiler in a power plant, serious high temperature corrosion was found in the water wall of the two side walls, with the maximum corrosion thickness approaching 1mm. Spraying anti-corrosion metal coating such as ni-cr-ti and ni-cr alloy in the corroded area is a measure to slow down the high temperature corrosion, but it can not be solved fundamentally and the price is high. The main reasons for the high temperature corrosion of the water wall are the decrease of coal quality, the high sulfur content and the reductive atmosphere at the wall. In order to find out the operation parameters that can avoid high temperature corrosion of water wall andensure stable and efficient combustion of boiler, the combustion adjustment test is carried out, and the ultimate cause of high temperature corrosion is obtained by analyzing the history of coal quality, thus the operation mode can be adjusted to avoid or reducethe high temperature corrosion of 2 furnaces.Keywords: High temperature corrosion, reducibility, oxygen content, combustion adjustment1、前言:工程概况:某电厂2号锅炉为超临界、变压运行直流锅炉,单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。

锅炉水冷壁高温腐蚀原因及预防措施

锅炉水冷壁高温腐蚀原因及预防措施

水冷壁高温腐蚀的原因分析及预防措施我厂#2炉在本次B级检修中发现水冷壁存在高温腐蚀现象,高温腐蚀区域大约在D层燃烧器与层燃烧器之间,在这一区域水冷壁高温腐蚀后,壁厚明显减薄,最薄处仅有5mm, 因而强度降低,极易造成水冷壁爆管和泄漏,危及锅炉安全运行。

针对水冷壁高温腐蚀问题,生产部、调度部、运行分场进行了多次分析和探讨,认为我厂水冷壁高温腐蚀的原因大致有以下几个原因:1、我厂燃煤为山西贫煤,该煤种含硫及硫化物较多,高含硫量使煤在燃烧中产生较多的腐蚀性物质,直接导致水冷壁的高温腐蚀。

同时,由于近年来煤炭市场供求关系的转换,煤质难以得到保证,由于煤质较杂多变,运行中往往引起煤粉变相,着火点推迟,燃烧速度低等一系列问题。

2、我厂锅炉为亚临界锅炉,饱和水温约为360 ℃,水泠壁温度可达400℃,在该条件下管壁被氧化,使受热面外表形成一层Fe2O3和极细的灰粒污染层,在高温火焰的作用下,灰分中的碱土金属氧化物(Na2O、K2O)升华,靠扩散作用到达管壁并冷凝在壁面上,与周围烟气中的S O3化合生成硫酸盐。

管壁上的硫酸盐与飞灰中的Fe2O3及烟气中的S O3作用,生成复合硫酸盐,复合硫酸盐在550℃-710 ℃范围内呈液态,液态的复合硫酸盐对管壁有极强的腐蚀作用。

3、我厂入炉煤粉长期偏向,造成煤粉直接冲刷水冷壁,在水冷壁附近区域造成还原性气氧,导致高温腐蚀。

4、我厂为四角切圆燃烧锅炉。

当一、二次风射流喷出燃烧器后由于受到上游邻角气流的挤压作用及左右两侧不同补气条件的影响,使气流向背火侧水冷壁偏转,此时刚性较弱的一次风射流将比二次风偏转更大的角度,从而使一、二次风分离。

一、二次风的刚性相差越大,这种分离现象越明显。

由于部分一次风射流偏离了二次风,煤粉在缺氧状态下燃烧,在射流下游水冷壁附近形成局部还原性气氛,从而引发高温腐蚀。

我厂对水冷壁高温腐蚀问题十分重视,多次请教电研院专家并邀请来我厂进行考察分析指导,并于华北电力大学合作,针对水冷壁高温腐蚀问题进行了专题研究。

锅炉水冷壁管向火侧腐蚀原因及改进措施

锅炉水冷壁管向火侧腐蚀原因及改进措施

锅炉水冷壁管向火侧腐蚀原因及改进措施前言锅炉水冷壁管所处环境复杂,受到很多因素的影响,因此在使用过程中会出现不同的问题。

其中,锅炉水冷壁管向火侧腐蚀就是一个比较常见的问题。

本文将探讨该问题的原因及改进措施。

问题的表现锅炉水冷壁管向火侧腐蚀会导致管壁的腐蚀加剧,进而会引发管道泄漏甚至是爆炸事故。

在使用过程中,我们可以从以下方面来判断是否存在此类问题:•锅炉运行状态是否正常;•管道是否存在漏水情况;•管道表面是否有明显的腐蚀痕迹;•截面形状是否变形。

如果出现以上情况,则需要对锅炉进行检修。

问题的原因烟气中的酸性物质烟气中含有SO2、NOx等酸性物质,这些物质在管道内与水接触后,会形成酸性环境,从而加速水冷壁管向火侧的腐蚀。

水中的溶解氧水中存在的溶解氧也是造成管道腐蚀的重要因素。

氧气可以被高温下的金属表面吸附,在管道内形成氧化层,从而促进了管道向火侧的腐蚀。

水垢与腐蚀产物水中的杂质、硅酸盐、金属离子等物质都会在管道内沉积形成水垢。

这些水垢在高温下容易与金属表面反应,形成腐蚀产物,也会加速管道腐蚀。

改进措施燃料选择燃料的选择对锅炉内部环境的影响不可忽视。

建议使用低硫、低灰的燃料,从源头上降低含酸物质的排放量。

喷雾水的使用喷雾水可以降低烟气中酸性物质的浓度,从而减缓水冷壁管向火侧的腐蚀速度。

但应注意控制喷雾水的量,避免喷雾水对燃烧造成影响。

水垢清洗定期进行水垢清洗,可以有效地降低管道内的水垢含量,减少管道腐蚀的可能性。

在清洗过程中,应注意不要对管道造成过大的冲击,避免损伤管道。

金属涂层在锅炉内的高温环境下,金属涂层可以提高管道的耐腐蚀性。

可以选择耐高温的涂层物质,如铬、钼等,功效十分显著。

结语锅炉水冷壁管向火侧腐蚀虽然是一个比较常见的问题,但我们可以通过加强管理、降低硫分、喷雾水、水垢清洗以及金属涂层等多种措施来减少其发生的可能性,在使用过程中注意检查和维护,从而提高锅炉的使用寿命和安全性。

火力发电厂煤粉炉水冷壁管高温腐蚀原因与防控措施

火力发电厂煤粉炉水冷壁管高温腐蚀原因与防控措施

火力发电厂煤粉炉水冷壁管高温腐蚀原因与防控措施摘要:近年来受环保、燃料、电力能源结构调整等影响,火力发电厂不同种类、不同容量的锅炉,受煤质变化、配煤掺烧及燃烧方式等影响,水冷壁受热面的高温腐蚀现象越来越普遍。

由于水冷壁的高温腐蚀,造成管壁迎火侧壁厚减薄,导致检修中大面积换管、锅炉运行中泄漏停机等问题日益突出,本文针对某电厂自投产以来,锅炉水冷壁高温腐蚀问题进行统计分析,并提出了相应的治理措施,对同类型锅炉节能降耗提供了一定的依据。

关键词:锅炉;水冷壁;高温腐蚀;防治措施0 引言燃煤电厂锅炉水冷壁作为电站锅炉的主要受热面,是锅炉内部能量转换的关键部分。

燃煤电厂为提高经济型、降低供电煤耗,发展趋势以高容量、高参数快速增长,温度和压力不断升高;受煤源市场的影响,配煤掺烧偏离设计煤种;受日趋严峻的环保政策要求排放标准越来越严格,低氮燃烧和空气分级燃烧方式势在必行;受电力能源结构的影响,深度调峰日趋频繁,均对燃煤电厂锅炉提出了严峻的挑战。

大容量、高参数锅炉水冷壁受煤质变化、低氮燃烧、频繁调峰等比例外界条件下,高温腐蚀成为目前亟待解决的问题。

1 设备概况某公司2×300MW锅炉为东方锅炉厂设计制造的亚临界参数、四角切圆燃烧、自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架的∏型汽包炉,锅炉型号均为DG1025/17.4-Ⅱ12。

锅炉采用4套低速钢球磨煤机中间储仓式制粉系统,设计煤粉细度R90=8%。

磨煤机为西安电力机械厂制造的低速钢球磨煤机,型号为DTM350/700,共4台,转速为17.57r/min,单台制粉设计出力为35t/h。

每台磨配备一台中美合资-沈阳施道克电力设备有限公司生产的电子称重式给煤机,型号EG2490,出力范围5~60t/h。

2 相关改造及治理情况2.1 原设计情况燃烧器采用四角布置、切向燃烧、手动摆动式直流煤粉燃烧器,假想切圆直径为Φ790mm。

每角燃烧器共布置16层喷口,其中5层一次风喷口(最下层为微油点火煤粉燃烧器)、2层三次风喷口、2层顶二次风(OFA,即燃烬风)喷口、7层二次风喷口(其中3层布置有燃油装置)。

水冷壁高温腐蚀原因及对策

水冷壁高温腐蚀原因及对策

水冷壁高温腐蚀原因及对策张金奎(华电漯河发电有限公司,河南 漯河 462003)摘 要:针对大型电站锅炉的水冷壁高温腐蚀问题,以某电厂为例,通过测量燃烧器区的水冷壁近壁 CO 、CO 2、O 2 的成份,分析水冷壁高温腐蚀的原因,从而找到针对高温腐蚀的一些防治措施。

关键词:锅炉 水冷壁 高温腐蚀 一次风反切 侧边风 中图分类号:TK 224.9文献标识码:B文章编号:X (2014)01-058-04The Causes and Countermeasures of Water Wall High-temperature CorrosionZhang Jin-kui(Huadian L uohe Powe r Gene ration Co. Ltd ,L uohe 462603,China )Abstract :For large power plant boiler water wall high-temperature corrosion problems ,for example of a power plant ,through measuring the area of the water w all near the burner wall CO ,CO 2,O 2 ingredients , analysis of water-wall high-temperature corrosion reasons ,in order to find some of corrosion control measures for high temperatures.Key words :boiler ;wa ter wall ;high-tem pera ture corrosion ;a wind ta ngential ;side of the wind概述近年来, 1 有多台 300MW 级机组锅炉发生水冷 壁高温腐蚀,腐蚀位置一般在燃烧器射流的下游区 域,腐蚀速度约 1~3 mm/104h ,有个别锅炉水冷壁厚 度被腐蚀减薄至 1.5 毫米左右, 严重影响了锅炉机 组的安全运行。

锅炉水冷壁高温腐蚀和防止措施

锅炉水冷壁高温腐蚀和防止措施

锅炉水冷壁高温腐蚀和防止措施锅炉水冷壁高温腐蚀和防止措施随着工业的快速发展和能源需求的增加,锅炉作为最常用的热能装置之一,在现代生产和生活中扮演着至关重要的角色。

而锅炉内部的高温水冷壁作为一种保护设备,其完好性对于锅炉的正常运行至关重要。

然而,锅炉水冷壁在长时间高温和高压环境下容易遭受腐蚀,严重影响其性能和寿命。

为了避免这种情况的发生,锅炉水冷壁需要采取一系列的防腐措施。

一、锅炉水冷壁高温腐蚀类型1. 灰渣侵蚀:锅炉燃烧产生的灰渣中含有大量腐蚀性成分,灰渣与水冷壁表面发生物理化学反应,导致水冷壁金属表面被侵蚀,进而影响其结构和性能。

2. 燃烧产物腐蚀:燃烧产物中含有大量酸性气体,例如SOx、NOx等,这些气体与水冷壁金属表面发生反应,形成酸性物质,从而引发腐蚀。

3. 燃烧沉淀腐蚀:在锅炉燃烧过程中,会产生大量沉淀物质,这些沉淀物质中含有一定的腐蚀性成分,沉淀在水冷壁上可能引发腐蚀。

二、锅炉水冷壁高温腐蚀防止措施针对锅炉水冷壁高温腐蚀问题,我们可以采取一系列的防止措施来保护水冷壁,提高其使用寿命和性能。

1. 材料选择:选择耐高温和耐腐蚀的金属材料作为水冷壁的制作材料。

常用的金属材料有SA-213T12、SA-213T22、SA-335P22等。

这些材料具有良好的抗腐蚀性和耐高温性能,能够有效抵抗锅炉高温环境下的腐蚀。

2. 表面涂层:在水冷壁表面涂覆一层耐高温和耐腐蚀的涂层,如高温耐蚀涂料。

这种涂层可以有效隔离水冷壁与高温环境之间的接触,减少腐蚀的发生。

3. 清洗保护:定期对水冷壁进行清洗,将附着在水冷壁表面的灰渣和沉淀物清除干净,以减少腐蚀的可能性。

4. 碱浸保护:通过在水冷壁上进行碱浸处理,可以形成一层保护膜,阻止腐蚀性成分进一步侵蚀水冷壁。

5. 水质控制:控制锅炉的供水水质,尽量减少其中的腐蚀性成分,以减少对水冷壁的腐蚀。

6. 锅炉操作规范:合理的运行和操作锅炉,维持合适的温度和压力,以减少对水冷壁的腐蚀风险。

超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及改造措施

超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及改造措施

超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及改造措施超临界锅炉作为目前燃煤发电厂常见的一种锅炉,其水冷壁高温腐蚀问题一直是工程技术人员面临的难题之一。

针对这一问题,需要对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因进行深入分析,并提出有效的改造措施,以保障锅炉的安全稳定运行。

一、高温腐蚀原因分析1. 微观组织和化学成分分析超临界锅炉水冷壁高温腐蚀通常是由于水冷壁材料内部微观组织和化学成分的不均匀性导致的。

通常情况下,水冷壁材料中的金属固溶体和非金属夹杂物成分不均匀,导致局部的晶粒细化或过粗,这就易于形成结构缺陷,诱发高温腐蚀。

2. 温度梯度和气流流速超临界锅炉工作条件下,水冷壁表面存在很大的温度梯度和气流流速梯度,这就容易造成水冷壁表面的非均匀受热和冷却,进而导致腐蚀的不均匀性。

3. 燃烧过程中燃料和灰渣的影响燃煤发电厂使用的煤质和燃料不同,燃烧过程中产生的灰渣成分和温度也会不同,这些都会对水冷壁的高温腐蚀造成影响。

燃料中的硫、钠等元素也会对水冷壁材料造成腐蚀作用。

二、改造措施1. 优化材料和工艺针对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题,可以通过优化水冷壁材料和工艺,提高材料的抗氧化、抗腐蚀性能,降低微观组织和化学成分的不均匀性,以增强水冷壁的耐腐蚀性能。

2. 加强监测和维护建立完善的水冷壁高温腐蚀监测体系,通过定期的检测和维护,及时发现和解决水冷壁高温腐蚀问题,确保锅炉的安全运行。

3. 改善燃料燃烧技术4. 加强尾气净化设施通过加强烟气的脱硫、脱硝等净化工艺,减少烟气中有害物质对水冷壁的腐蚀作用,以降低水冷壁的高温腐蚀风险。

超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题是一个复杂的工程问题,需要从材料、工艺、燃料和运行管理等多个方面进行综合分析和改进。

只有通过不断的技术创新和管理改进,才能有效解决水冷壁高温腐蚀问题,确保超临界锅炉的安全稳定运行。

火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护

火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护

火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护随着全球经济的快速发展,能源需求也在不断增加。

火电厂作为重要的能源供应方式,其发电效率和运行安全性备受关注。

火电厂锅炉的水冷壁作为关键部件,常常会受到高温腐蚀的影响。

本文将从火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀的原因、影响及防护措施等方面展开讨论。

一、高温腐蚀的原因1.1 烟气中的颗粒物在火电厂锅炉的燃烧过程中,燃料中所含的灰分和硫分等元素会被燃烧,产生大量的灰渣和烟气。

这些烟气中的颗粒物会在水冷壁表面析出,形成厚度不等的灰渣层,从而影响水冷壁的传热效果,加剧水冷壁的高温腐蚀。

1.2 烟气中的腐蚀介质燃烧过程中产生的烟气中还含有大量的酸性物质,如SO2、SO3等。

这些酸性物质会与水蒸气和氧气反应,形成酸性溶液,对水冷壁表面进行腐蚀。

1.3 金属材料本身的特性水冷壁通常采用碳钢、合金钢等金属材料制成,这些金属材料在高温、高压、腐蚀环境下容易发生相变、金属腐蚀、氧化等现象,从而导致水冷壁的高温腐蚀。

2.1 降低传热效率高温腐蚀会导致水冷壁表面形成厚度不等的腐蚀产物层,这会影响水冷壁的传热效果,降低其对热量的吸收和传递能力,从而降低锅炉的整体热效率。

2.2 缩短使用寿命水冷壁是火电厂锅炉中的重要部件,其受到高温腐蚀的影响会导致其使用寿命缩短,从而增加了锅炉的维护成本和运行风险。

2.3 安全隐患水冷壁的高温腐蚀会导致其结构强度降低,从而增加了锅炉的安全隐患。

一旦发生水冷壁破裂或漏水等问题,将直接影响锅炉的安全运行。

三、高温腐蚀的防护措施3.1 选择合适的材料针对水冷壁的高温腐蚀问题,可以选择耐高温、耐腐蚀的特种合金材料,如不锈钢、耐磨铸铁等,用于制作水冷壁,以提高其抗腐蚀能力。

3.2 加强烟气净化火电厂可以通过提高燃烧效率、减少燃料中的灰分和硫分含量,加强烟气的脱硫、除尘等净化工艺,减少烟气中的颗粒物和腐蚀介质含量,从而降低水冷壁的高温腐蚀。

3.3 表面保护涂层可以对水冷壁表面进行特种涂层处理,如热喷涂、喷焊复合涂层等,形成一层具有较强的抗腐蚀性能和耐磨性能的保护层,提高水冷壁的抗腐蚀能力。

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批准审核编写(章)项目名称:丰鹤发电#1机组水冷壁烟气腐蚀原因分析和处理建议工作时间:2009年10月28日~11月2日项目负责:王卫军电力试验研究院:长鸣何俊峰丰鹤发电:厚礼摘要2009年10月,#1机组投运后首次大修检查中,电厂首次发现水冷壁严重腐蚀减薄。

电厂领导和化学等相关专业高度重视,立即联系通报情况,并于10月28日第一时间送样委托检查分析。

电力试验研究院受托采用目视、体视镜检查,电镜、能谱以及X射线衍射分析等方法,对送检管样腐蚀防护状态进行检查分析,提出了相应结论和建议。

工作中,电厂领导高度重视,有关专业大力协作支持,在此谨致意。

分析确认或认为:1)水冷壁受热面受到的是严重的高温还原性硫腐蚀,腐蚀产物为FeS,反应物的最初来源是煤中的硫化物。

2)实际燃烧气氛主要呈还原性,是形成腐蚀的主要气氛条件。

3)严重高温腐蚀与腐蚀层的高密度深入龟裂、分层结构和层状裂纹特点和层状剥落特性密切相关。

为此建议:1)将两台机组的燃烧均改为合适的连续氧化性气氛,当整体氧化性燃烧与低氮燃烧控制冲突时,可采取对腐蚀部位在附壁区形成局部富氧气氛的气氛控制改进设计,或进行表面喷涂防护;同时做好运行燃烧气氛监控。

2)注意煤质(含硫量、钡、钙含量)和烟气(氯化物、氟化物)分析监控,必要时掺烧活性钙化合物。

3)对两台机组均加强相应控制防止水冷壁管超温:(1)防止偏烧;(2)优化给水处理,降低水侧沉积率,防止水冷壁管超温。

5)金属和锅炉专业评估#1机组水冷壁管强度、寿命和换管的必要性。

继续加强检修中的化学、金属、锅炉检查监督,追踪检查分析。

目录1 引言 (1)2 样品简况和目视观察 (1)3 管样断面检查 (1)4 送检各样品的体视镜检查 (3)5 送检各样品的电镜、能谱检查 (4)6 典型样品的X射线衍射分析 (12)7 综合分析 (12)8 结论和建议 (14)1 引言丰鹤发电#1机组系600WM超临界直流炉机组,2007年9月28正式投运,至此次大修前,累计运行14760h,合20.2月。

2009年10月,机组投运后首次大修。

在检查中,电厂首次发现,水冷壁(材质T2)严重腐蚀减薄。

电厂领导和化学等相关专业高度重视,立即联系我院通报情况,并于10月28日第一时间送样,委托全面检查分析,电力试验研究院收到样品后,以最快速度完成检查分析。

2 样品简况和目视观察送检腐蚀水冷壁管样取自B层,高度位于B层燃烧器上1m;管样分别取自A墙(距前墙5m)和B墙(距前墙3m)。

管样外状全貌见图1。

图1 管样全貌同时还送有水冷壁向火侧正面的片状脱落物(照片见图2)以及鳍片相应部位的层状脱落物样品(照片见图3)。

图4分别是墙和B墙水冷壁管样的典型局部照片。

目视观察可见:1)向火侧表面有厚度为mm量级的腐蚀产物,颜色大部棕黄或棕褐;腐蚀产物层不规则开裂,至管壁外表面,同时与管壁外表面明显分层;层间结合力很差,取样时施力后极易片状剥落,电厂收集的片状剥落物典型照片见图3;2)腐蚀产物剥落后露出的新管壁外表面较为致密、完整,但有cm2量级较表浅(0.1-1mm)的起伏,主要呈常见不同价态铁氧化物的褐色或黑褐色、黑灰色,准确组成有待进一步分析;3)片状剥落物外壁有不规则疏松突起,系高温粘结和炉膛燃煤飞灰;4)片状剥落物层(靠水冷壁管表面)外状与腐蚀产物剥落后的管壁外表面很接近,同样较为致密,主要呈铁氧化物的褐色或黑褐色、黑灰色,准确组成待后续分析。

3 管样断面检查送检管样取样加工成试样,观察和测定横断面壁厚。

试样横断面照片见图5。

壁厚测定结果见表1。

其中测点1和测点2取自背火侧正中,测点3和测点4取自向火侧正中。

处理测定数据后可见,向火侧正中壁厚平均减薄2.2mm(占原始壁厚的29%),减薄速度为1.3mm/a,系相当快的速度。

图2 水冷壁向火侧正面片状脱落物图3 靠鳍片部位片状脱落物图4 A侧(上)和B(下)侧水冷壁的典型局部照片图5 水冷壁管横断面壁厚检查(左:A侧。

右:B侧。

)取样部位壁厚,mm减薄速度mm/a 背火侧正中向火侧正中平均减薄测点1 测点2 测点3 测点4A侧7.55 7.50 5.28 5.362.2 1.3注B侧7.45 7.48 5.18 5.26注:运行时间按20.2个月计。

4 送检各样品的体视镜检查准备送检(电镜、能谱、X射线衍射)的管样取自A侧和B侧水冷壁,并按要求进行了加工,其体视镜照片见图6,记为#1样品。

观察可见表面大致平整,呈黑褐色色和灰褐色。

A墙B墙图6 水冷壁原始表面体视镜观察照片(视野直径14mm)观察片状腐蚀产物,可见其层状(多层)结构和层状裂纹,鳍片部位因剥落相比水冷壁向火侧正面困难,层状尤其明显,照片见图7。

为进一步电镜、能谱、X射线衍射检查,取典型部位加工得到基本平整的断面样品,其照片见图8,记为#2样品。

图7 片状腐蚀产物断面观察照片(视野直径12mm)图8 片状腐蚀产物断面观察照片(视野直径12mm)电除尘阳极附着物送检样品照片见图8,记为#3样品。

是由极细的土黄色粉末聚成,为保持原结构,未作研磨。

图8 电除尘阳极附着物观察照片5 送检各样品的电镜、能谱检查5.1 水冷壁管样典型部位电镜、能谱检查图9是送检#1样品典型部位电镜照片。

可见表面分两种类型:1)第一类导电良好,整体较为致密,遍布龟裂;2)第二类系导电较差的颗粒物堆积。

图9 水冷壁管样典型部位电镜照片图9是龟裂部位的放大后的电镜照片和能谱分析取谱点,能谱分析结果见表1。

由能谱结果可见表面的主要特点:图9 龟裂部位电镜照片1)龟裂部位元素为材质组成Fe 、Cr和氧化、腐蚀成分O 、S,故可确定是基底材质的腐蚀产物;2)Cr/Fe比例高于材质组成;3)腐蚀产物物相暂时无法确定,但显然不足以全部形成FeS或硫酸盐,一定会有相当比例的氧化物共存;4)应予特别注意的是向下深入的龟裂纹和其密度,是形成层状腐蚀产物继而片状脱落的结构原因,也是腐蚀产物强度差受力易于沿片状脱落物厚度方向断裂的结构原因,图10是裂纹进一步放大后的电镜照片。

表2 龟裂部位能谱分析结果,wt%Spectrum O S Cr Fe Total Spectrum 1 23.88 3.18 2.55 70.39 100.00 Spectrum 2 31.48 2.70 2.03 63.80 100.00 Spectrum 3 6.62 1.87 1.84 89.68 100.00 Spectrum 4 25.41 3.00 1.65 69.95 100.00 Mean 21.85 2.69 2.01 73.45 100.00图10 裂纹部位和白色沉积物放大后的电镜照片表3是对图10中白色沉积物的能谱分析数据。

可确定:1)主要是管壁的氧化腐蚀产物;2)氧化程度更为充分彻底,导电性明显变差;3)有外来烟尘组成物污染。

表3 白色沉积物的能谱分析结果,wt%图11是导电较差的堆积颗粒物部位的电镜照片和能谱取样点,表4是其能谱分析数据。

由数据可见:1)管壁腐蚀产物占相当比例;2)很可能部分为硫化物;3)外来烟尘组成污染更加明显。

图11 导电较差的堆积颗粒物电镜照片和能谱分析取谱点表4 堆积颗粒物能谱分析结果,wt%Spectrum C O Al Si S Fe Zn Pb Total Spectrum7.79 24.34 3.86 4.62 17.46 35.34 6.59 100.001Spectrum13.15 24.11 49.46 4.85 8.44 100.002Spectrum24.57 21.21 45.82 8.40 100.0035.2 片状剥落物典型部位电镜、能谱检查图12是片状剥落物的断面电镜照片和能谱取样点。

图中剥落物顶部是腐蚀产物接触烟气的外层,底部是接触管壁的层。

表5是断面由外向的能谱分析线扫描数据。

分析能谱数据可以确定:1)腐蚀产物层是主要是材质金属的硫化物,主要是FeS,是典型的材质高温还原性硫腐蚀产物;2)整体平均看,腐蚀产物层中Cr/Fe比值低于材质标准;3)外部疏松部位是接触到运行烟气的表面,或原始表面裂纹,不是片状腐蚀层测试前加工中的新鲜断裂面;4)最底部组成中还有部分未受腐蚀的单质材质金属;5)腐蚀产物明显分层且有层状裂纹。

表5 片状剥落物的断面能谱分析结果,wt%图12 片状剥落物的断面电镜照片和能谱取样点在图13中,对片状剥落物断面左侧的疏松部分进行了电镜观察和能谱分析(数据见表6)。

局部放大照片见图14。

能谱分析数据和局部放大照片可以确认:1)左侧的疏松部分的金属球状物是割管取样时形成的熔融焊渣;2)由左侧的疏松部分元素组成,可见有明显的烟气粉尘污染物;3)可以确定,左侧的疏松部分是腐蚀产物表面特有的龟裂纹向材质基底方向延伸的自然原始裂纹表面。

表6 片状剥落物的断面能谱分析结果,wt%图13 片状剥落物的断面电镜照片和能谱取样点图14 片状剥落物的断面的局部放大电镜照片在电镜照片图15中,可以观察到:1)样品左侧随鳍片的弯曲,层状裂纹相应弯曲;2)图13分析证实的龟裂纹向材质基底延伸,直至达到靠近和平行于基底的层状裂纹,使烟气组成可以深入渗透其中并反应。

图15 片状剥落物断面左端电镜照片在电镜图16中,同样可以在样品右端观察到龟裂纹向材质基底延伸,直至达到接近和平行于基底的层状裂纹的情况。

图16 片状剥落物断面右端电镜照片在电镜照片图17中,经放大后,片状腐蚀产物的层状结构和裂纹更加清清晰。

图17 片状腐蚀产物的层状结构和裂纹5.3 电除尘阳极粉尘的电镜、能谱检查图18是电除尘阳极粉尘的电镜照片,可见大多为高温熔融的球状微粒。

图18是局部放大的电镜照片,表7是其组成的能谱分析数据,可见主要是硅铝酸盐。

比较其组成,可见与水冷壁表面的粉尘污染物组成有相当的区别,特别应予注意的一点是相对于水冷壁表面的粉尘污染物组成的硫元素含量和可能存在的,电除尘阳极粉尘中硫化物含量数量级减少。

图18 电除尘阳极粉尘的球状微粒结构Spectrum O Al Si S K Ca Ti Fe Total Spectrum 1 55.1515.4520.90.912.231.184.19100.00 Spectrum 2 51.5616.3421.451.481.242.715.23100.00 Spectrum 3 55.014.821.2 1.20.8 3.4 3.4100.024 1 3 2 7 2 0Min. 51.56 14.8420.90.00.822.230.03.426 典型样品的X射线衍射分析片状剥落物的X射线衍射谱见图19。

分析可见:主要物相为FeS,占绝对优势。

X射线衍射结果进一步确认,能谱分析的结论是正确的,腐蚀产物层主要是材质金属的硫化物,主要是FeS,是典型的材质高温还原性硫腐蚀产物。

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