锅炉高温腐蚀和低温腐蚀资料
几种常见锅炉腐蚀的机理分析及防范
几种常见锅炉腐蚀的机理分析及防范作者：刘辉来源：《沿海企业与科技》2009年第09期[摘要]文章通过几个典型锅炉腐蚀事例对锅炉腐蚀机理进行分析，探讨预防锅炉腐蚀的措施。
[关键词]锅炉；腐蚀；机理；预防[作者简介]刘辉，肇庆市特种设备检验所工程师，广东肇庆，526060[中图分类号]TK224[文献标识码]A[文章编号]1007-7723(2009)09-0054-0002一、前言锅炉受压元件的腐蚀是锅炉最常见的一种损坏，对锅炉的危害极大。
锅炉受压元件的水侧，由于水垢、高盐度锅水、高温蒸气、溶解氧、游离二氧化碳、氯离子的作用，使金属发生腐蚀；锅炉受压元件的火侧，由于炉灰、烟气、空气以及水蒸汽、渗漏的水滴等作用，也使金属发生腐蚀。
找出锅炉受压元件的腐蚀部位，分析其产生的原因，提出消除和预防腐蚀的措施，是我们对锅炉进行定期检验的目的之一。
在对锅炉进行定期检验时，会遇到各种各样的锅炉腐蚀，常见的有垢下腐蚀、烟气腐蚀、应力腐蚀等。
下面通过对几个典型锅炉腐蚀事例进行分析，探讨腐蚀产生的机理，以便找出预防腐蚀的有效措施。
二、垢下腐蚀这两台锅炉有一个共同特点：均为备用炉，停炉时采用未经除氧的软水保养。
停炉保养时，锅筒水侧长时间被水浸泡。
当锅筒金属表面含有杂质或有杂物堆积锅筒表面时，有杂质或有杂物堆积部位与周边部位电极电位不同，形成阳极区和阴极区。
而锅水是一种电解质并具有极性，于是形成局部电池，产生电化学腐蚀。
在水的极性分子吸引下，钢材表面的一部分铁原子开始移入锅水而形成带正电荷的铁离子，而钢材上保留多余的电子并带有负电荷，在局部电池作用下，铁离子不断进入锅水，在锅筒表面形成麻点腐蚀。
当水中有溶解氧时，由于氧是一种去极化剂，使腐蚀加剧，便有可能形成腐蚀坑。
这些腐蚀产物在锅炉运行时起阴极作用，促使金属继续腐蚀。
另一方面，锅筒底部是锅炉水循环的“死角”，当有局部有杂物堆积时，水循环进一步不畅，如水处理效果不理想便在此积生水垢、泥渣。
锅炉运行中的高温腐蚀
锅炉运行中的高温腐蚀、高温氧化和低温腐蚀：机理与应对策略一、高温腐蚀高温腐蚀是锅炉运行中最为常见的腐蚀类型之一。
在高温环境下，锅炉的金属壁面会受到氧化、硫化、氯化等化学反应的侵蚀，从而造成金属壁面的损伤和破坏。
高温腐蚀的主要影响因素包括温度、气氛组成、金属材料等。
1.温度：高温腐蚀通常发生在锅炉的高温区域，如燃烧器、过热器和再热器等部位。
随着温度的升高，金属表面的氧化反应速率也会加快，导致腐蚀加剧。
2.气氛组成：气氛组成对高温腐蚀的影响主要体现在氧气浓度、硫化物和氯化物等腐蚀性气体浓度等方面。
高氧气浓度和腐蚀性气体浓度会加速金属表面的氧化和腐蚀反应。
3.金属材料：不同种类的金属材料对高温腐蚀的敏感性不同。
例如，铁基合金在高温下容易发生氧化反应，而镍基合金则具有较好的抗高温腐蚀性能。
为了减轻高温腐蚀，可以采取以下措施：1.选用具有抗高温腐蚀性能的金属材料，如镍基合金等。
2.控制锅炉运行温度，避免超温现象。
3.改善锅炉内部气氛组成，减少腐蚀性气体浓度。
4.在金属表面涂覆防护涂层，如抗氧化涂层等。
二、高温氧化高温氧化是指金属在高温下与氧气发生反应，生成金属氧化物的过程。
高温氧化会使得金属壁面变厚、粗糙，甚至出现裂纹，从而影响锅炉的安全运行。
高温氧化的主要影响因素包括温度、氧气浓度和金属材料等。
随着温度的升高，金属氧化反应速率会加快，导致氧化层增厚；高氧气浓度也会促进金属氧化反应的进行；不同种类的金属材料对高温氧化的敏感性不同。
为了减轻高温氧化，可以采取以下措施：1.控制锅炉运行温度，避免超温现象。
2.改善锅炉内部气氛组成，减少氧气浓度。
3.采用耐高温氧化性能较好的金属材料。
4.在金属表面涂覆抗氧化涂层，如搪瓷等。
三、低温腐蚀低温腐蚀是指烟气中的硫酸蒸汽在较低温度下与金属表面发生化学反应，导致金属壁面损伤和破坏的现象。
低温腐蚀通常发生在锅炉的低温区域，如空气预热器等部位。
低温腐蚀的主要影响因素包括烟气成分、温度和金属材料等。
锅炉受热面高温腐蚀类型及其机理思考
锅炉受热面高温腐蚀类型及其机理思考摘要：在电站锅炉检验中，锅炉受热面的高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程，严重影响着锅炉的安全、稳定运行。
我国大型火电站锅炉四管爆漏引起的停炉占机组非计划停用时间约40%，占锅炉设备非计划停用时间约70%。
受热面管的爆漏拉裂事故造成机组的非计划停运，对电厂的安全、可靠、经济运行威胁极大。
基于此，本文基于有效工作实际，总结了锅炉受热面高温腐蚀机理及预防措施，希望分析能够提高认识，从而为锅炉防治高温腐蚀提供有效参考。
关键词：电站锅炉；受热面管；高温腐蚀1、锅炉受热面高温腐蚀机理1.1硫酸盐型高温腐蚀当锅炉燃烧含硫量高和含有碱性物质的燃煤时，会在锅炉高温受热面部位产生硫酸盐型的高温腐蚀。
根据发生在锅炉水冷壁的高温腐蚀产物的研究分析，发现部分高温腐蚀积灰中含有大量的硫与碱金属元素，且以硫酸盐、焦硫酸盐、三硫酸铁钠等复合硫酸盐形式存在，其腐蚀过程包括两种方式：（1）在炉内高温环境下形成的带有粘性的碱金属硫酸盐，吸收氧化的二氧化硫后与金属氧化物发生化学反应生成熔点较低的钠、钾复合硫酸盐，当钠、钾复合硫酸盐中的钾与钠之比在1～4之间时，其熔点会降低到约550℃，管壁表面的Fe2O3氧化膜被复合硫酸盐熔解破坏掉，导致管壁持续腐蚀。
（2）炉内碱金属的熔盐腐焦硫酸盐蚀。
焦硫酸盐的存在温度大致在400～590℃，并且受烟气中SO3含量的影响，当SO3的浓度低于其存在温度所要求的浓度时，焦硫酸盐不会存在。
当温度在400～480℃时，烟气侧的腐蚀以焦硫酸盐为主，焦硫酸盐与金属表面的氧化膜发生反应生成硫酸盐，而在此温度下，硫酸盐不稳定，会分解成没有保护性的氧化膜，外露的金属会逐步被氧化[1]。
1.2硫化物型高温腐蚀硫化物型高温腐蚀主要发生在火焰冲刷壁管的情况下，煤粉中含有的黄铁矿受热分解出游离态的硫，在炉膛壁面附近的还原性气体和腐蚀性气体氛围中，游离态的硫和高温下的水冷壁管壁金属发生化学反应，生成铁的氧化物和硫化物，腐蚀水冷壁管壁，当温度高于350℃时腐蚀过程进行的很快。
锅炉本体的腐蚀机理及防护
锅炉本体的腐蚀机理及防护摘要：在时代的快速进步中工业发展速度不断加快，而锅炉又是重要的生产设备。
科学合理使用锅炉关系到人们生活和经济发展等诸多领域，所以，使用锅炉的安全问题逐渐受到广泛重视，倘若使用不当产生安全事故，造成的后果不堪设想。
锅炉本体在使用中会随着使用时间的累积而不断加重腐蚀，进而导致减小锅炉本体受热面管材的壁厚，埋藏下巨大的安全隐患。
该文将从锅炉的使用与维护现状出发，分析锅炉的腐蚀机理，探究提高防护的有效措施。
关键词：锅炉；腐蚀机理；防护策略1.锅炉本体的腐蚀机理锅炉腐蚀被划分为内部以及外部腐蚀两种类型，一是内部腐蚀，二是外部腐蚀，两种不同腐蚀的机理存在差异性[1]。
其中内部腐蚀，主要是受到汽水相互作用和影响导致，包括应力的腐蚀、氧腐蚀以及碱腐蚀、蒸汽腐蚀等等。
外部腐蚀主要由于高温氧化所致，当锅炉由于受到内部高温，造成表面金属材料腐蚀。
2.锅炉本体的腐蚀类型与机理分析2.1锅炉本体的内部腐蚀①应力腐蚀应力腐蚀是锅炉本体常见的内部腐蚀之一，通常内部是金属材料构成的器具、装饰和设备均会产生应力腐蚀。
具体来讲，应力腐蚀主要是受到拉应力的影响，在拉应力的作用以及影响之下，金属将在介质内被破坏，这种内部破坏的影响力很强，会破坏材料内部，诱发腐蚀问题。
而且，一旦发生腐蚀问题，应第一时间处理，否则情况过于严重，又未及时处理，将导出现不可复原可能。
常见的应力涵盖两种类型，其一为阳极溶解类腐蚀，其二为氢致开裂类腐蚀。
②氧腐蚀因为锅炉蒸汽内储备大量的水蒸汽，若是其一直处于高温环境则将和炉管内壁之间产生反应，此时水中氧气和铁相互作用出现化学反应，进而形成氧腐蚀。
锅炉蒸汽中水所溶解的氧份，其对于金属的腐蚀是一种电化学性质腐蚀，铁与氧将形成电池阴阳两极。
同时，因为铁电极电位比氧低，因此，在铁氧电池中，铁为阳极将遭到腐蚀。
③垢下腐蚀垢下腐蚀作为常见的锅炉局部腐蚀现象，对锅炉运行质量以及效率具有较大影响。
锅炉垢下腐蚀问题的产生是由于其内部介质中含有大量钙以及镁等各类物质，此类物质在锅炉温度不断增高后将与金属表面产生反应形成水垢。
锅炉基本金属高低温腐蚀及对策
１ 影 响低 温 受 热 面 积 灰 腐 蚀 运 行 方 面 的 因 素
１ ． １ 锅炉 的燃烧方式 我们知 道燃 烧方式 的改变会改变 炉膛 内的燃 烧温度 ．有 资料表 明： 炉膛燃烧温度 的变化对 ｓ ０ 的生 成及露点温度有一定 的影响 。一 般认为火焰温度越高则 ｓ ０ 的转化 率越高 ．露点温度相应增 高一些 。 但 由于悬浮燃烧 的锅炉燃烧生成 的碱性 灰对 ｓ ０ 有较强 的吸附能力 ， 因此烟气 中的 Ｓ Ｏ 含量及露点温度又有一定 的降低 。 所以应控制炉膛 燃烧温度不宜过高 ． 以降低 ｓ ０ 的转化率 １ ． ２ 燃料成分 燃料 中的含硫量的大小直接影响低温受热面的腐蚀速度 含硫量 的大小直接影 响低温受热面 的腐 蚀程度还 与燃 料 中的含 Ｃ ａ 量有 关 ． 这是 因为 当燃料 中的含 ｃ ａ 量 较多时 ． 燃烧生 成的 ｃ ａ Ｏ与 ｓ ０ 形 成硫 酸钙 ， 从而 降低 了 ｓ ０ ， 的浓度 。 降低 了硫酸 蒸汽 浓度 ， 降低 了露 点温 度． 起到 了降低低温受热面积灰腐蚀效果 １ ． ３ 烟气流速 有资料表明 ： 烟气流速变化不大时 ． 受热面酸沉积速度变化不 大 ，
蚀。
一
温积灰腐蚀 。 另一方面能够有效 的控制炉膛 出口还原性气体 Ｎ Ｏ的生 成量 ， 提高 了灰的熔点 ， 降低 了受热面积和结渣。
３ 高温腐蚀的主要原 因
３ ． １ 燃料和积灰沉积物 中的腐蚀成分 燃用 含硫 量高 的煤粉 时， 煤粉 中的黄铁 矿（ Ｆ ｅ ｓ 燃烧 受热， 分解 出 自由的硫原子： Ｆ ｅ ｓ 厂 Ｆ ｅ ｓ ＋ ｆ ｓ １ ， 而烟气中存在 的一定浓度 的 Ｈ ２ ｓ 与ｓ ０ 化合 ， 也产生 自由硫原子 ： ２ Ｈ Ｓ＋Ｓ ０ 厂 ２ Ｈ： ０＋ ３ ｆ Ｓ １ 。 自由硫原 子与约 ３ ５ ０ ￣ Ｃ 温度 的水冷壁管相 遇，发生 反应： Ｆ ｅ ＋ 『 Ｓ １ 一Ｆ ｅ Ｓ ， ３ Ｆ ｅ Ｓ ＋ ５ ０２ － － ＋ Ｆ ｅ ， Ｏ ＋ ３ Ｓ ０ ， 产 生腐蚀 。 其次 燃料 中的硫及碱性物会在炉内高温下反应生成 硫酸盐。 当这 些硫 酸盐沉积 到受热 面上后会再 吸收 ｓ ０ ． 生成焦硫 酸盐 ， 如Ｎ ａ ２ Ｓ Ｏ 和Ｋ ２ Ｓ ２ ０ 焦硫酸盐的熔点很低 在通常的锅炉受热面壁温下呈熔融状 态 ，与 Ｆ ｅ Ｏ ， 更 容 易 发生 反应 ，生成 低熔 点 的 复合 硫 酸盐 ： ３ Ｎ ａ ２ Ｓ Ｏ ＋ Ｆ ｅ ２ ０ ３ ＋ ３ Ｓ Ｏ ｓ， ＇ ２ Ｎ ａ ３ ｒ ｅ （ ｓ ０ ４ ） ３ ， ３ Ｋ ２ Ｓ Ｏ ４ ＋ Ｆ ｅ ２ ０ ３ ＋ ３ Ｓ Ｏ ３ － － ＋ ２ Ｋ ３ Ｆ ｅ （ Ｓ ０ ４ ） ３ ， 当温度在 ５ ５ ０ ％～ ７ ０ ０ ％时， 复合硫酸盐处于融化状态 ， 将 管壁表面的 Ｆ ｅ ０ ， 氧化保 护膜破坏 ． 继续 和管 子金属发生反应 造 成过热器管的腐蚀 ３ ． ２ 还 原性气 氛 锅 炉 的高 温腐蚀 和还原性 气氛 的存在有 着密切 相关 的关系 ， Ｃ Ｏ 浓 度大的地方腐蚀就 大 某些部位的空气不足， 使煤粉燃烧 的过程拖 长． 未燃尽 的煤粉存炉管 附近分离． 使碳 和硫聚集在 边界层 中． 未燃尽 碳 进一步燃烧时又形成 局部缺氧． 使水冷壁附近 的烟气处于还原性气 氛。 由于缺氧， 硫 的完全燃 烧和 ｓ ０ 的形 成发生 困难， Ｈ ｓ 便与受热面金 属 发生直接反 应． 因Ｈ ， ｓ 是还原性 介质． 比氧化性介 质更具有 腐蚀性 ．
锅炉受热面的磨损与腐蚀
锅炉受热面的磨损与腐蚀锅炉受热面的磨损与腐蚀一、锅炉受热面的飞灰磨损燃煤锅炉受热面的飞灰磨损，不但要造成受热面的频繁更换。
使发电成本增加，而且还将造成受热面的泄漏或爆管事故，危害很大。
受热面的飞灰磨损一般都带有局部的性质，在烟速高的烟气走廊区和灰粉浓度大的区域，通常磨损较严重，从被磨损管子的周界来看，磨损程度也是不均匀的。
为了找出减轻磨损的措施，有必要先对飞灰磨损的机理及规律进行讨论。
l、飞灰磨损的机理在锅炉烟道中烟气冲刷受热面时，往往存在一定数量一定动能的飞灰粒子冲击管壁的现象，每次冲击都可能从管壁上削去极其微小数量的金属屑。
日积月累，由于飞灰的不断冲击，管壁将被越削越薄，这就是磨损。
飞灰在冲击管壁时，一般有垂直冲击和斜向冲击两种情况。
垂直冲击造成的磨损称为冲击磨损，冲击磨损作用的结果是使正对气流方向的壁面上出现明显的麻点。
斜向冲击时的冲击力可分为法向分力和切向分力。
法向分力引起冲击磨损，切向分力则引起切削磨损。
由于受热面的各根管子在烟道中所处的位置各不相同，因而各管在沿管周各点所受的冲击力和切向力的作用也不相同，导致飞灰对各管磨损程度的差异。
2、影响飞灰磨损的因素影响飞灰磨损的因素很多，它们之间的关系可用下式表示：式中:T--管壁表面单位面积磨损量，g／m2；C--考虑飞灰磨损性的系数，与飞灰性质及管柬结构特性有关；η一飞灰撞击管壁的机会率，与灰粒所受的惯性力及气流阻力有关；u--烟气中的飞灰浓度，g／m2ω－飞灰速度，一般可认为等于烟气的流速，m／s；τ－时间，h。
由(3一1)式可知，影响飞灰磨损的主要因素有：(1)飞灰速度管壁的磨损量与烟气流速的三次方成正比，因此锅炉运行中对烟气流速的控制可以有效地减轻飞灰对受热面的磨损。
但是烟气流速降低，会造成烟气侧对流放热系数的降低，并增加了积灰与堵灰的可能性，因而应全面考虑，以确定最经济、最安全的烟气流速。
在某些情况下，烟道中会存在没有或只有很少受热面阻隔的狭窄烟气通道，或由于积灰、堵灰等原因形成狭窄通遭，称为烟气走廊在这些区域，烟气流速特别高，有时比平均流速大3—4倍，因而将使磨损量较平均情况增加达数十倍。
安全技术之锅炉高温腐蚀及防止措施
锅炉高温腐蚀的成因复杂，需要深入探究其机理，针对不同原因引起的腐蚀采取不同的防治措施。
对未来工作的建议与展望
加强技术研究
01
加大对锅炉高温腐蚀技术的研究力度，深入探究其成因和机理
，为防治工作提供理论支持。
推广应用新技术
02
积极推广和应用先进的防腐蚀技术，提高锅炉设备的运行效率
和安全性。
完善管理制度
要点二
运行工况
锅炉的运行工况，如负荷、启停次数等，也会影响高温腐 蚀的程度。
防止高温腐蚀的措
03
施
提高材料耐腐蚀性
使用耐腐蚀材料
在允许的条件下，尽量使用耐腐蚀的材料， 如不锈钢、合金钢等，以提高设备的耐腐蚀 性能。
涂层保护
在设备表面涂覆防腐蚀涂层，如油漆、镀层 等，以增加设备表面的耐腐蚀性。
控制锅炉运行参数
03
加强设备管理和维护，定期进行检查和监测，确保锅炉设备的
安全运行。
THANKS.
成功应用与推广
1
采用新型耐腐蚀材料和涂层技术，提高设备抗腐 蚀能力。
2
优化工艺流程，减少高温腐蚀发生的可能性。
3
加强培训和教育，提高操作人员对高温腐蚀的认 识和防范意识。
பைடு நூலகம்
结论与展望
05
安全技术的重要性与应用价值
安全技术的价值
01
安全技术是保障企业安全生产的关键，可有效防止事
故发生，降低风险，提高设备运行效率。
安全技术之锅炉高温腐 蚀及防止措施
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目录
• 锅炉高温腐蚀概述 • 高温腐蚀的影响因素 • 防止高温腐蚀的措施 • 案例分析与实践经验 • 结论与展望
锅炉高温腐蚀概述
炉排锅炉烟气段低温腐蚀温度条件
炉排锅炉烟气段低温腐蚀温度条件介绍炉排锅炉烟气段低温腐蚀是指在锅炉烟气段中，由于一系列因素的影响，导致材料在较低温度下发生腐蚀的现象。
本文将从炉排锅炉的工作原理、腐蚀机理以及腐蚀温度条件等方面进行探讨。
工作原理炉排锅炉是一种常见的燃煤锅炉，它利用燃煤产生的热能将水加热为蒸汽，以驱动涡轮机发电。
炉排锅炉的燃烧区域位于炉膛上部，燃煤在炉膛中进行燃烧，产生的高温烟气通过炉排排出。
烟气段是指烟气流经锅炉炉膛和锅炉在各个部位进行传热的过程。
腐蚀机理炉排锅炉烟气段低温腐蚀的主要机理包括干燥硫酸腐蚀、酸露点腐蚀和氧腐蚀等。
干燥硫酸腐蚀是由燃煤中的硫元素形成的SO2气体与烟气中的O2和H2O反应产生干燥硫酸，然后与金属表面发生反应。
酸露点腐蚀是指烟气中的酸性物质与金属表面发生反应，形成腐蚀产物。
氧腐蚀是由于烟气中的氧气与金属表面发生氧化反应，导致金属腐蚀。
腐蚀温度条件炉排锅炉烟气段低温腐蚀的温度条件一般在350℃以下。
具体而言，干燥硫酸腐蚀200℃。
的温度范围在200℃左右，酸露点腐蚀的温度范围在120150℃，氧腐蚀的温度范围在100这些温度条件是指腐蚀反应发生的温度范围，当烟气温度在这些范围内时，腐蚀反应会加剧。
影响因素炉排锅炉烟气段低温腐蚀的发生受到许多因素的影响。
主要影响因素包括燃料特性、燃烧工况、锅炉结构和运行方式等。
燃料的硫含量是影响干燥硫酸腐蚀的重要因素，硫含量越高，腐蚀程度越严重。
燃烧工况包括燃烧温度、氧量和燃烧时间等，过高的燃烧温度和过多的氧气会促进氧腐蚀的发生。
锅炉结构和运行方式决定了烟气在锅炉中的流动形式，合理的结构和运行方式能够减轻腐蚀的程度。
腐蚀预防为了防止炉排锅炉烟气段低温腐蚀的发生，需要采取一系列的腐蚀预防措施。
首先是改善燃料的品质，降低燃料中的硫含量。
其次是调整燃烧工况，控制燃烧温度和氧量，避免过高的温度和过多的氧气。
此外，改进锅炉的结构和运行方式也是有效的预防手段，例如采用抗腐蚀材料制造锅炉部件、合理设计流动通道等。
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高温腐蚀：锅炉受热面管子，在高温情况下，烟气侧和蒸汽侧均有发生腐蚀的可能性。
烟气对管壁的高温腐蚀，主要是灰中的碱金属在高温下升华，与烟气中的SO3生成复合硫酸盐，在550—710℃范围内呈液态凝结在管壁上，破坏管壁表面的氧化膜，即发生高温腐蚀。
另外，灰中的钒在高温下升华，并生成V2O5，在550—660℃时凝结在管壁上起催化作用，使烟气中的SO2及O2生成Na2SO4及原子氧（O），对管壁也有强烈的腐蚀作用。
高温腐蚀是反复进行的，它将氧化膜破坏、生成、再破坏，管壁逐渐减薄，最后导致爆管。
低温腐蚀：锅炉尾部受热面（省煤器、空气预热器）的硫酸腐蚀，因为尾部受热面区哉的烟气和管壁温度较低。
燃料中的硫燃烧生成二氧化硫（S+O2→SO2），二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫（2SO2+O2→2SO3），SO3与烟气中的水蒸气生成硫酸蒸气。
硫酸蒸气的存在使烟气的露点显著升高。
由于空气预热器下部空气的温度较低，预热器下部的烟气温度不高，壁温常低于烟气露点。
硫酸蒸气会凝结在预热器受热面上，造成了硫酸腐蚀。
低温腐蚀常发生在空气预热器上，但是当燃料含硫量较高，过量空气系数较大，以致烟气中SO3含量较多，露点较高，且给水温度较低（如高压给水加热器停用）时，省煤器管也有可能发生低温腐蚀。