水冷壁管高温腐蚀的机理
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。
浅析锅炉水冷壁高温腐蚀的原因及预防

摘要:随着对环保要求的日益提高以及煤粉锅炉向大容量高参数发展,电厂燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀现象的发生日趋频繁,有的甚至已经影响到锅炉运行的安全性与经济性。作者系统地论述了水冷壁高温腐蚀的类型以及形成机理,分析了影响高温腐蚀的各种因素,为解决煤粉煤炉水冷壁高温腐蚀提供了一定的理论依据。
3.5运行中的调整方法
可以采取加过剩空气系数、增加多台磨煤机联合在不同时段投送、空预器堵漏和避免堵灰、减小煤粉颗粒度等措施。
参考文献
[1]李刚,李锡孝,魏铜生,等.1025t/h锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施[J].热力发电,2016(1):123-125.
[2]韩奎华,路春美,李官鹏,等.大型锅炉水冷壁防腐现状与防腐措施探讨[J].电站系统工程,2014,20(2):37-39.
3.3更换水冷壁管材质,采用渗铝管
更换材质,提高水冷壁本身材质的耐腐性能也是一条行之有效的方法。根据在其他厂的使用情况,渗铝管在大多数电厂的水冷壁管起到良好的耐腐蚀作用,累计运行达50000h以上,未发生腐蚀减薄。
3.4增加侧边风技术
增加侧边风的目的是使水冷壁高温腐蚀区域的还原性气氛发生改变并增加一定范围内的含氧量。具体做法是在高温腐蚀区域的水冷壁上安装喷口,向炉膛内增加空气流通量。侧风技术对防止水冷壁产生高温腐蚀现象十分有效措施。这种做法对锅炉的全部燃烧过程没有任何影响,并且由于二次风的分级大大地减小了氮氧化物的产生。
2、高温腐蚀形成的原因
2.1使用的煤粉中硫的含量过高
有数据显示,我国生产的煤其中的硫大概有60%~70%是无机硫,其余的30%~40%是有机硫。在占据有大比例的无机硫中,大部分是黄铁矿硫,剩余的一小部分为硫酸铁硫。众所周知,对结渣和高温腐蚀影响最大的就是黄铁矿,这点已经得到了同行业的关注。所以,对入炉的煤粉进行硫及其各种形态硫的测定就显得尤为重要了。
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采用高温高压工作状态,在运行过程中容易出现水冷壁高温腐蚀问题。
水冷壁高温腐蚀是指锅炉水冷壁在高温条件下与燃烧物质中的腐蚀性物质发生化学反应,导致水冷壁材料表面的腐蚀和损伤。
水冷壁高温腐蚀主要有火室侧和渣穴侧两种腐蚀形式。
火室侧高温腐蚀主要由固定在内部火室墙面上的眼镜体、硅酸盐等成分的高背渣和泥浆形成的粘结层、金属表面钙镁砂浆发生的化学反应而引起。
火室侧温度较高,氧气含量较低,硅酸盐和其他腐蚀性物质在高温下会与金属表面发生反应,产生腐蚀产物,从而导致水冷壁表面的腐蚀和材料损伤。
渣穴侧高温腐蚀主要是由与碱性渣浆反应生成电解质、生成高背渣所带入的渣浆、金属表面的氧化膜等因素共同作用形成的。
渣穴侧的高温腐蚀主要发生在锅炉的低温侧,渣浆中的高背渣与金属表面的化学反应可以导致水冷壁表面的腐蚀和损伤。
1. 改变炉膛结构:通过调整燃烧器布置、增加河底避流板、调整布风、增加保温层等措施,减少火室侧高温腐蚀。
2. 优化燃烧工艺:通过优化燃烧工艺参数,提高燃烧效率,减少可燃物质残留和产生的腐蚀性物质。
3. 加强渣穴清理:定期清理渣穴中的渣块和高背渣,防止其与金属表面发生反应。
4. 选择抗高温腐蚀材料:选择更高质量的材料,如合金材料,具有抗高温腐蚀性能,降低水冷壁的腐蚀程度。
5. 增强金属表面保护:在金属表面形成一层保护膜,防止腐蚀性物质直接与金属表面接触。
6. 加强水质管理:合理控制锅炉给水中的杂质含量,避免腐蚀物质进入水冷壁。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀主要由火室侧和渣穴侧两种腐蚀形式构成,并可能导致水冷壁表面的腐蚀和损伤。
针对这一问题,可以通过改变炉膛结构、优化燃烧过程、加强渣穴清理、选材和表面保护等措施来减轻腐蚀程度,提高水冷壁的使用寿命。
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是锅炉运行过程中的一个重要问题,对于保障锅炉的安全稳定运行具有重要意义。
本文从高温腐蚀的原因及改造措施两个方面对其进行分析。
一、高温腐蚀原因分析1. 高温气体的化学腐蚀作用在超临界锅炉燃烧室内,燃料燃烧所产生的高温气体含有大量的酸性气体,如NOx、SOx等,这些酸性气体会在水冷壁表面吸附并与金属产生化学反应,进而导致高温气体的化学腐蚀作用。
此外,某些燃料的组成中还含有Cl、S等有害元素,这些元素在锅炉运行过程中也会促进水冷壁的腐蚀作用。
2. 氧化还原作用水冷壁被加热后会产生富气层,而富气层中氧分压高,同时金属又处于高温状态,从而产生氧化还原反应,其中金属表面的氧化物被还原成金属,这种还原过程导致水冷壁受到一定的腐蚀作用。
此外,水冷壁受到机械损伤或化学腐蚀后会形成一定的氧化物层,氧化物层的产生和脱落也会导致水冷壁的高温腐蚀。
3. 热应力引起的金属疲劳及低周疲劳作用超临界锅炉水冷壁在高温及高压的工作环境下,由于存在温差、收缩差及机械力等因素,会受到强烈的热应力作用,导致金属表面出现疲劳及低周疲劳现象,进而形成高温腐蚀。
此外,由于水冷壁的设备结构与材料等因素不同,也会影响其受到热应力影响的程度。
二、改造措施1. 选用优质金属材料钢材的耐温性能、刚度及韧性等素质都会影响到超临界锅炉水冷壁的腐蚀程度。
因此,在锅炉生产过程中,需要选用耐高温、抗热应力, 延展性好的技术材料,如P92钢、P122钢等。
2. 进行防腐保护为抵抗水冷壁的化学腐蚀作用,可以对其进行防腐保护,这里常常使用的是涂层技术。
锅炉生产过程中,可以在水冷壁表面覆盖一层抗腐蚀涂层,以提高钢材的抗氧化、抗化学腐蚀和耐水蚀性能。
3. 实施排渣措施由于水冷壁表面有大量的灰渣和残礁,如果不及时清理,会影响到水冷壁的热传递和流量等问题,同时也会加重水冷壁的腐蚀。
因此,需要加强科学的排渣措施,保证水冷壁表面清洁。
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。
锅炉水冷壁高温腐蚀的机理影响因素及预防措施

锅炉水冷壁高温腐蚀的机理影响因素及预防措施
李孝亮’ 金铁民z ( 1.哈尔滨电力职业技术学院。 2 . 哈尔滨电力职业技术学院) 摘 要: 随着我国电力工业建设的高速发展,大容量机组越来越多,设备结构和系统更趋于复杂化,锅炉运行中出现多种事故, 其中电站锅炉 “ 四管”爆漏事故 已成为当前威胁发电设备安全、稳定运行的突出矛盾。 关键词: 锅炉 腐蚀 措施 中图分类号:TK229.6 文献标识码:A 文章编号:1672- 3791(2007)01(b卜0019- 01 流向背火侧,这样就在向火侧形成一个较高 磨损, 工作条件非常恶劣, 使得炉管泄漏 的煤粉浓度区,背火侧的煤粉气流在水冷壁 附近形成比普通燃烧器更强的氧化性气氛。 成为一种必然,护管泄漏是电厂的一种多发 事故。研究和预防四管泄漏已成为保证火力 可能性就越大. 高硫煤产生的大量H 2s , (2)采用多切圆燃烧技术。用多切圆燃烧 发电厂安全经济运行和提高经济效益的关键 SO2, so, 原 硫 仅 坏 壁 和 子 不 破 管 的Fe2 03保 技术针对双切圆四角燃烧锅炉而言,在防止 高温腐蚀的应用中效果较为明显。 一方面, 通 问题, 因此搞清四管泄漏的机理, 并提出防范 护膜, 而且还浸蚀管子表面, 致使金属管壁不 过一次风反切圆燃烧可以平衡炉膛出口烟气 措施, 减少四管泄漏发生是一个重要的课题。 断减薄,最终导致爆管事故。 (2)给水品质的影响。 给水品质对锅护高 流速,防止形成 “ 烟气走廊” ,从而防止过热 蒸汽气温偏差。 另一方面, 一次风反向偏转可 1 主要研究内容和方法 温腐蚀的影响主要体现在水冷壁的管壁温度 以减小一次风切圆直径,使一次风射流相对 本文以水冷壁为例,分析造成电站锅炉 条件上。 若给水品质控制不严, 很容易造成水 水冷壁高温腐蚀的机理,并且总结归纳了腐 冷壁管内结垢, 这样就会增加管壁的热阻, 阻 二次风气流偏离水冷壁较远,有利于改善水 蚀的主要影响因素及其防止措施。 碍热量的传递, 从而使管壁温度上升, 加速高 冷壁表面的还原性气氛。 (3)采用变异周界风技术。采用变异周界 锅炉水冷壁爆漏的原因是多方面的,本 温腐蚀的进程。 因此, 运行时应严格控制锅炉 风技术, 使向火侧的周界风截面小于背火侧的 文十要研究形成水冷壁高温腐蚀的机理、影 的给水品质。 响因素以及预防措施。 (3)煤粉细度控制不严的影响。按照入炉 周界风截面,一方面增加了炉内燃烧所需的 使煤粉燃烧充分, 减少还原性气氛的产 煤质和燃烧调整试验的结果, 煤粉的经济细度 氧量, 2 锅炉水冷壁高温腐蚀的类型及腐蚀机 一般都控制在 12%左右。但有时由于煤质的 生; 另一方面增加了水冷壁表面的含氧量,防 理 止未燃尽的可燃物冲刷水冷壁,有利于改善 变化而造成制粉系统出力不足,运行人员将 高温腐蚀的类型及腐蚀机理. 根据高温腐 煤粉调粗以满足运行的需要或由于运行人员 水冷壁表面的还原性气氛。 (4)采用贴壁风技术。贴壁风技术是从二 蚀发生的原因及腐蚀产物成分的分析,煤粉 对控制煤粉细度的重要性认识不足,使煤粉 锅炉水冷壁高温腐蚀一般可以分为以下几种 细度增加, 从而影响锅炉水冷壁的高温腐蚀。 次风箱引出一股少量的二次风,从易形成还 原性气氛的水冷壁区域喷人,使之在水冷壁 (4)配风工况。 配风不当对锅炉水冷壁高 类型: 硫酸盐型高温腐蚀、硫化物型高温腐 蚀、氯化物型高温腐蚀以及由还原性气氛引 温腐蚀的影响有两方面: 一方面是送风不足, 附近形成一股气膜,阻挡煤粉气流冲刷水冷 壁, 改善腐蚀严重区域的贴壁烟气成分, 从而 起的高温腐蚀。 使炉内缺氧, 形成还原性气氛, 影响水冷壁的 同时, 相 硫酸盐型高温腐蚀. 对锅炉水冷壁高温腐 高温腐蚀: 另一方面是形成不良的炉内的空气 有效的防止水冷壁高温腐蚀的发牛。 对于炉膛烟温来说, 贴壁风是一股冷风, 因而 蚀的产物进行分析,发现含有大量的硫元素 动力场, 造成一次风或切圆偏斜, 从而使未懈 可以有效的抑制水冷壁管的腐蚀速度。 和碱金属元素, 它们通常以硫酸盐、 焦硫酸盐 尽的煤粉颗粒磨损水冷壁以及贴壁燃烧,加 (5)合理组织配风和强化炉内的混合。合 以及三硫酸铁钠等复合硫酸盐的形式存在。 速高温腐蚀的进程。 (5)还原性气氛。还原性气氛是由于煤粉 理的配风和强化炉内湍流混合的目的是避免 这种腐蚀产物的成分呈现规律性变化 ,由表 及里碱金属元素和硫元素逐渐递增。按水冷 出现局部还原性气氛。 若配风不良, 即使总的 在炉膛内缺氧燃烧形成的,其对锅炉水冷壁 过量空气系数a > l , 也会在水冷壁附近出现 壁受热面反应相态类型分,硫酸盐型高温腐 的腐蚀影响非常大。 一方面, 它可以渗透到水 冷壁的氧化膜中, 并发生反应, 生成疏松多孔 高浓度的还原性气氛。 蚀过程主要有两种途径: 一种是有致腐气体 而 (6)控制煤粉细度。我们知道,煤粉颗粒 SO, 参与作用下的硫酸盐熔盐腐蚀, 另一种是 的FeO, FeO 是吸附腐蚀介质的理想载体, 从而加速腐蚀的进程: 另一方面, 它对腐蚀性 较粗时, 容易造成未燃颗粒冲刷水冷壁和贴壁 碱金属的焦硫酸熔盐腐蚀。 燃烧。结果造成水冷壁磨损和壁面附近形成 硫化物型高温腐蚀。 硫化物型高温腐蚀是 气体的生成起促进作用。 (6)煤粉贴壁燃烧。如果炉内空气动力场 还原性气氛,引发高温腐蚀。试验表明〔 11], 锅炉水冷壁高温腐蚀中较为常见的类型,引 不理想, 造成一次风偏斜或切圆偏斜, 很容易 起硫化物型高温腐蚀的主要原因是腐蚀区域 当 粉 煤 细度R9 8.5%一 0 13.5%时, 水冷壁 产生煤粉贴壁燃烧现象。 煤粉贴壁燃烧很容易 管外部腐蚀比R90=6%一 烟气中含有游离态硫以及烟气呈还原性。通 8%时大的多。因 造成水冷壁高温腐蚀。 贴壁燃烧使局部水冷壁 此, 控制煤粉细度在一定程度上可以预防水 过对腐蚀产物的分析,我们发现腐蚀产物主 冷壁高温腐蚀的发生。 要是铁的氧化物和硫化物。 管壁温度急剧上升, 为高温腐蚀创造了良好的 (7)控制给水品质。控制给水品质,避免 还原性气体引起的高温腐蚀。锅炉水冷壁 管壁温度条件。同时, 贴壁燃烧产生的气流直 管内结垢, 减少热阻, 从而可以防止水冷壁管 的高温腐蚀和还原性气氛的存在有着极密切 接冲刷水冷壁管, 破坏水冷壁管的保护膜, 使 预防高温腐蚀的发生。 此外, 应 腐蚀产物不断脱落, 进而加速了腐蚀的进程。 壁温度过高, 的关系,c o 浓度大的地方腐蚀就大。CO 的 加强对运行人员的学习与管理, 综合协调电力 形成主要是 由于燃烧器供氧不足,不完全燃 生产, 避免机组长时间 超负荷运行, 这些措施 4 预防锅炉水冷壁高温腐蚀的措施 烧而形成的。 当燃烧区域缺氧时, 其波动范围 ( 1)采用浓淡风燃烧技术。浓淡风燃烧技 在某种程度上都可有效的防止高温腐蚀的发 较大, 达到3% ^- 25%, 当含氧量大于2%时. 生。 CO 含量不超过 3% 一5%,说明氧量较高时, 术可分为水平浓淡风燃烧技术和径向浓淡风 燃烧技术。水平浓淡风燃烧技术的原理为, 大部分CO 都被氧化成C0 2, 在一次风管道上安装煤粉浓缩器,一次风煤 3 结论 粉气流通过煤粉浓缩器时被分成浓淡两股, 水冷壁爆管是锅炉设备事故中比较常见 3 锅炉水冷壁高温腐蚀的影响因素 的故障之一,对锅炉危害比较大,还需要在 ( 1)煤质的影响。燃煤品质差是水冷壁高 这两股气流在水平 向上以一定的夹角喷人 实践中不断摸索,总结和积累经验。 温腐蚀的内因条件, 燃煤中高含量的硫元素 炉膛。浓煤粉气流流向向火侧,淡煤粉气流
锅炉水冷壁高温腐蚀形成机理及防范措施

锅炉水冷壁高温腐蚀形成机理及防范措施发布时间:2022-10-08T08:43:48.954Z 来源:《新型城镇化》2022年19期作者:刘占伟[导读] 近几年,随着全国动力煤价格的不断攀升,燃煤发电厂生产经营及竞争压力的不断增加,深度配煤掺烧成了每个燃煤发电企业必须面对的课题。
贫煤、褐煤、高硫高灰煤、纯煤泥,随着劣质煤掺烧比例的不断增加,锅炉运行安全也在不断面临新的更大的挑战。
张家口热电公司河北张家口 075000摘要:锅炉的高温腐蚀主要发生在燃用高硫煤的锅炉受热面上,锅炉运行时在烟温大于700℃的区域内,在高温高压条件下受热面与含有高硫的腐蚀性燃料和高温烟气接触,极易发生高温腐蚀。
尤其是水冷壁管的向火侧腐蚀最快,极易发生爆管,这种腐蚀给锅炉水冷壁管造成了很大威胁。
关键词:水冷壁;腐蚀;燃烧;硫分1 引言近几年,随着全国动力煤价格的不断攀升,燃煤发电厂生产经营及竞争压力的不断增加,深度配煤掺烧成了每个燃煤发电企业必须面对的课题。
贫煤、褐煤、高硫高灰煤、纯煤泥,随着劣质煤掺烧比例的不断增加,锅炉运行安全也在不断面临新的更大的挑战。
其中,燃烧高硫煤导致锅炉水冷壁大面积高温腐蚀,管壁产生裂纹最终爆管事故近几年频繁出现。
本文主要对锅炉水冷壁高温腐蚀产生的机理进行深入分析,结合理论与实例,提出防范措施。
2 设备运行概况某热电公司300MW火电机组锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的型号为HG-1025/17.5-YM33,亚临界、一次中间再热、自然循环、单炉膛、平衡通风的π型汽包炉,固态排渣炉,锅炉采用摆动式燃烧器,四角布置,切向燃烧方式,共有五层煤粉燃烧器,三层油燃烧器。
水冷壁采用内螺纹管+光管管型,材质为SA-210C,管子规格为(63.5×7。
锅炉设计煤种为河北蔚县烟煤,校核煤种为准格尔烟煤,近几年开始掺烧高硫煤,几种煤的指标如下:该锅炉通常根据负荷采用1~2台制粉系统掺烧高硫煤,掺配方式为炉内掺烧,高硫煤的掺烧占比为35%~40%,随着近几年环保三项污染物排放执行深度减排标准,特殊时期还要提高标准超低排放控制。
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是火力发电厂的核心设备之一,其中锅炉水冷壁作为锅炉的重要零部件,承担着传热和防护的重要作用。
由于高温高压腐蚀的作用,锅炉水冷壁面临着严峻的腐蚀问题,给锅炉的安全稳定运行带来挑战。
对锅炉水冷壁的高温腐蚀及防护问题进行深入研究和探讨,对于提高锅炉设备的运行效率和安全性具有重要意义。
一、锅炉水冷壁高温腐蚀机理锅炉水冷壁在高温高压条件下,承受着燃烧产物的冲击和腐蚀作用。
引起锅炉水冷壁高温腐蚀的主要原因有以下几点:1. 高温氧化腐蚀高温氧化腐蚀是指金属在高温下与氧气发生化学反应,形成氧化物。
在高温条件下,金属表面形成的氧化物薄膜很容易发生脱落,造成金属表面继续暴露在高温高压的燃烧气体中,导致金属继续氧化腐蚀。
2. 燃烧产物侵蚀燃烧产物中含有大量的酸性气体和腐蚀性物质,例如SO2、SO3、Cl2等,这些气体和腐蚀性物质会对锅炉水冷壁金属产生侵蚀作用,加速金属腐蚀的进程。
3. 热应力腐蚀锅炉水冷壁在高温高压条件下,金属材料容易受到热应力的影响,导致金属的晶粒结构发生变化,从而影响金属的力学性能和抗腐蚀性能。
以上这些因素共同作用下,导致锅炉水冷壁高温腐蚀加剧,严重影响了锅炉设备的安全稳定运行。
二、锅炉水冷壁高温腐蚀防护技术针对锅炉水冷壁高温腐蚀问题,研究人员和工程技术人员积极探索各种适用的腐蚀防护技术,提高水冷壁的抗腐蚀性能,保障锅炉设备的安全运行。
目前,主要的防护技术有以下几种:1. 金属材料的选用在设计和制造锅炉水冷壁时,应根据工作条件和使用环境选择适合的金属材料,提高金属的耐高温腐蚀性能。
一般选用的金属材料有碳钢、合金钢、不锈钢等,这些材料具有较好的耐高温腐蚀性能和机械性能。
2. 表面覆盖保护层在金属表面涂覆一层保护层,可以有效提高金属的耐腐蚀性能。
常用的表面覆盖保护层材料有镀锌、热喷涂、电镀等,这些保护层可以有效隔离燃烧产物和金属直接接触,延缓金属的氧化腐蚀过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1 高温腐蚀是炉内高温烟气与金属壁面相互作用的一个复杂的物理化学过程,按其机理通常可分为三大类:硫化物(FeS2、H2S)型腐蚀、焦硫酸盐型腐蚀和氯化物型腐蚀。
多年研究表明,水冷壁管发生高温腐蚀的区域是有规律的:通常多在燃烧高温区,即局部热负荷较高,管壁温度也较高的区域,如燃烧器区附近,其余区域的高温腐蚀明显减弱或根本不发生高温腐蚀;发生高温腐蚀的管子向火侧正面的腐蚀速度最快,管壁减薄量最大,背火侧则不发生高温腐蚀。
2 影响高温腐蚀的主要原因
2.1火焰冲墙和还原性气氛的存在是造成水冷壁高温腐蚀的主要原因
对切圆燃烧锅炉,当燃烧切圆直径过大、火焰中心未形成切圆或燃烧切圆偏移时,炉内空气动力场倾斜,燃烧器区域出现火焰冲墙和还原性气氛,从而发生高温腐蚀。
2.1.1高温火焰直接冲刷水冷壁
当含有较大煤粉浓度的高温火焰直接冲刷水冷壁管时,将大大加剧高温腐蚀的发生。
其一,高温辐射热可加速硫酸盐的分解,加快腐蚀速度;其二,火焰中含有未燃尽的煤粉,在水冷壁附近缺氧燃烧,产生还原性气体;其三,未燃尽的煤粉颗粒随烟气冲刷水冷壁管时,磨损将加速水冷壁管上保护膜的破坏,加快金属管壁高温腐蚀的过程。
2.1.2存在还原性气体
由于着火延迟,未燃尽的煤粉在水冷壁附近进一步燃烧时,发生化学不完全燃烧,形成缺氧区,使炉膛壁面附近处于含有还原性气体(CO、H2)和腐蚀性气体(H2S)的烟气成分之中,没有完全燃烧的游离硫和硫化物与金属管壁发生反应,引起管壁高温腐蚀。
研究表明,烟气中CO浓度越大,高温腐蚀就越严重;H2S的浓度大于0.01%时,就会对钢材产生强烈的腐蚀作用;而当含氧量大于2%时,基本上不会发生高温腐蚀[1]。
2.2燃煤品质差是水冷壁高温腐蚀的必要条件
燃煤中硫、碱金属及其氧化物含量越大,腐蚀性介质浓度越大,出现高温腐蚀的可能性就越大。
高硫煤产生的大量H2S、SO2、SO3、原子硫[S]不仅破坏管壁的Fe2O3保护膜,还侵蚀管子表面,致使金属管壁不断减薄,最终导致爆管事故。
燃用不易引燃的无烟煤和贫煤时,因着火点温度相对较高,燃烧困难,容易产生不完全燃烧,并使火焰脱长,在金属壁面附近形成还原性气氛,增加对管壁的腐蚀性。
煤粉的颗粒越大,也就越不易燃尽,比较容易形成还原性气氛,产生高温腐蚀。
同时,颗粒越大,对壁面的磨损也越严重,破坏了水冷壁管外氧化保护膜,使烟气中腐蚀介质直接与管壁金属发生反应,使腐蚀加剧。
2.3过高的水冷壁管壁温度促进了水冷壁高温腐蚀的发生
研究表明,H2S等腐蚀性介质的腐蚀性在300℃以上逐步增强,即温度每升高50℃,腐蚀程度将增加一倍。
对于亚临界大型电站锅炉,燃烧器区域的水冷壁管内汽水温度约在350℃左右,烟气侧水冷壁管温度多在420℃左右,正处于金属发生强烈高温腐蚀的温度范围之内。
同时,管子局部壁面温度过高,易使具有腐蚀性的低熔点化合物粘附在金属表面,促进了管壁高温腐蚀的发生。
2.4运行因素的影响
当锅炉负荷发生变化时,若运行不当(如火嘴投停不当),就容易引起燃烧不稳定,产生还原性气氛,或造成烟气冲墙,继而发生高温腐蚀。
因此,运行不当也是引起高温腐蚀的一个主要因素。
3高温腐蚀的防护措施
为防止高温腐蚀,避免锅炉爆管事故的发生,针对影响高温腐蚀的主要原因,可采取的防护措施有:
加强对燃料的控制,可通过燃烧前和燃烧中除硫的方法,降低燃料的含硫量;同时控制适当的煤粉细度,尽可能均匀各燃烧器之间的煤粉浓度分布;
加强对给水的控制,适当提高高温腐蚀区域水冷壁管内水流速度,降低管壁温度,严格控制给水品质,避免因水冷壁管内结垢而影响换热,从而导致水冷壁管壁温度增加;
提高金属抗腐蚀能力,可采用耐腐蚀高合金钢,渗铝管及在管外敷设碳化硅涂料等表面防护方式,降低腐蚀速度;
加强燃烧调整、合理配风,以达到降低水冷壁附近还原性气氛和避免烟气直接冲刷水冷壁两个目的。
对现场实际运行而言,加强燃料、给水控制会分别受到煤质及制粉系统、水质及水处理装置的限制;而提高金属抗腐蚀的能力,采用耐腐蚀高合金钢,或进行金属材料表面防护毕竟是一种消极方式,同时造价又较高(如渗铝管与碳钢管相比,材料费大约增加一倍)。
因此,合理配风、调整燃烧是防止水冷壁高温腐蚀的根本措施。
实践表明,新型实用专利“水平浓淡风煤粉燃烧器”可有效防止高温腐蚀的发生。