锅炉水冷壁的高温硫腐蚀原因及对策
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指在超临界锅炉运行过程中，锅炉水冷壁表面受到高温腐蚀的现象。
该现象主要由锅炉工作条件、水冷壁材料和水质等因素共同引起。
本文旨在分析超临界锅炉水冷壁高温腐蚀的原因，并提出相应的改造措施。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀的原因主要包括以下几个方面：
1. 锅炉工作参数的影响：超临界锅炉工作参数高于常规锅炉，如高温、高压和高通量等条件都会增加水冷壁的高温腐蚀风险。
2. 水冷壁材料的选择：超临界锅炉水冷壁材料选择应能够适应高温、高压和腐蚀环境，一些低合金钢材料在超临界锅炉中容易发生高温腐蚀。
3. 水质的影响：超临界锅炉中水质具有较高的碱度和硅酸盐含量，这些物质会在高温下与水冷壁内外表面形成腐蚀性化合物，加速水冷壁的腐蚀。
2. 优化水冷壁材料：选择合适的高温合金材料作为水冷壁，具有较高的耐高温和抗腐蚀性能，延缓水冷壁的高温腐蚀。
还可以采用喷涂保护技术、涂层改性技术和防蚀涂层技术等措施来增强水冷壁的耐高温和抗腐蚀性能，延长水冷壁的使用寿命。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀是由多种因素共同作用引起的，需要通过改变锅炉工作参数、优化水冷壁材料和控制水质等措施来降低高温腐蚀的风险，并采取涂层和喷涂技术来提高水冷壁的耐高温和抗腐蚀性能，从而延长水冷壁的使用寿命。
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。
某厂#1、2炉水冷壁高温腐蚀原因分析与控制措施
300MW#1.2炉水冷壁高温腐蚀原因分析与控制措施水冷壁是锅炉的重要传热部件, 因其运行工况较为恶劣, 所以长期以来, 一直是各火电厂抑制锅炉“四管”防爆的重点部位。
但近年来由于煤碳市场的持续紧张, 致使大量劣质煤、高硫煤流入火电厂, 在一定程度上造成了火电厂生产的被动局面, 给锅炉设备的安全运行带来了较大的影响, 两台1025吨/时锅炉在2005年发生的高温腐蚀就是最典型的例子, 这不能不让锅炉人重新采取对策, 应对差煤质下的锅炉安全运行。
1设备概要两台HG-1025/18.2-WH10型锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的亚临界一次中间再热自然循环汽包炉。
该炉型采用单炉膛Π型布置, 四角直流燃烧器, 切向燃烧, 平衡通风。
每台炉配四台钢球磨, 中间储仓, 一次风热风送粉。
设计煤种为无烟煤和贫煤的混煤。
每角燃烧器共五层一次风口, 上三层为可摆动的WR燃烧器, 下二层为固定的双通道自稳式燃烧器。
为保证燃烧区域燃烧工况良好, 在高位布置了三次风, 且反切于主旋流。
为保证煤粉的充分燃烧, 从燃烧器上层一次风口中心线到分隔屏下沿, 有21800mm较大的燃尽高度。
从燃烧器下层一次风中心线到冷灰斗拐点为3925mm。
某厂两台300MW机组分别为1997年12月和1998年8月投产, 截止2005年底#1.2炉分别累计运行47196小时和43181小时, 均已进行一次大修。
2006年上半年#1.2炉小修中检查发现水冷壁标高23—28米间（也是上两层火咀和三次风火咀区域）: 前墙左起第58～122根, 后墙左起第39～108根, 左墙前数第30～110根, 右墙前数第60～117根水冷壁表面凹凸不平, 如下图, 且在水冷壁表面有一层较疏松、呈褐黑色氧化皮。
打净表面检测水冷壁壁厚: #1炉最小剩余壁厚为4.7mm,#2炉最小剩余壁厚为3.6 mm（设计: φ63.5×8）, 全面检测后发现, 剩余壁厚小于6mm的炉管: #1炉有110根, #2炉有135根。
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。
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。
大型锅炉水冷壁高温腐蚀与处理措施探讨
大型锅炉水冷壁高温腐蚀与处理措施探讨目录摘要 (1)弓I言 (1)1.水冷壁高温腐蚀机理 (2)2.水冷壁高温腐蚀的原因分析 (3)1. 1.煤质特性 (3)2. 2.燃烧设备及方式 (3)2.2.1.直流燃烧器四角切圆燃烧 (3)2.2.2.旋流燃烧器水平燃烧 (4)2.2.3.W型火焰燃烧方式 (4)1.3.其他影响因素 (4)3.水冷壁高温腐蚀的减防措施 (5)3.1.水平浓淡风煤粉燃烧技术 (5)3.2.侧边风燃烧技术 (6)4.发电厂锅炉水冷壁高温腐蚀处理经验 (7)4.1.设备概况 (7)4.2.投产以来水冷壁高温腐蚀换管情况 (7)4.3. 3.高温腐蚀原因分析 (8)1. 3.1.原煤硫份较高 (8)4. 3.2.燃烧器CFS风门开度不合理 (9)4.3.3.燃烧区域局部挟氧燃烧 (10)4.3.4.燃烬风量设计较大 (10)4.4.减轻高温腐蚀的措施 (11)4.5.小结 (11)摘要分析了锅炉水冷壁高温腐蚀的机理和原因，指出采用的燃烧方式不同，腐蚀发生的原因和腐蚀部位也不相同，并针对性地提出侧边风技术等减防措施。
关键词：水冷壁；高温腐蚀；侧边风技术；处理措施引言近年来，我国的许多电站锅炉相继出现了严重的水冷壁高温腐蚀问题，很大程度上影响了电厂的安全经济运行。
分析其原因主要包括三个方面：(1)我国电站锅炉机组的大容量、高参数化，使水冷壁管壁温度相应提高；(2)我国的煤炭资源短缺，根据能源政策，动力用煤应使用劣质煤，加之现在供煤和配煤系统有许多不善之处，电站锅炉燃用煤质往往难以得到保障；(3)随着社会的发展，环境保护意识也越来越强，电站锅炉广泛采用低NOX 燃烧技术，导致燃烧器区域形成还原性气氛。
1.水冷壁高温腐蚀机理一般认为，水冷壁管壁上的沾污积灰是发生高温腐蚀的前提条件。
致腐物质或直接渗透通过积灰前沿和管壁表面氧化膜发生腐蚀反应；或通过与积灰层里的某些组分发生反应，并在温度与浓度梯度的驱使下被输送到管壁表面，这个过程是连续不断的，因而使管壁不断遭受腐蚀。
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指在高温高压条件下，锅炉水冷壁表面发生腐蚀现象。
这种腐蚀是由多种原因引起的，主要包括以下几点：1. 烟气组分：燃烧过程中产生的烟气中含有大量的含硫化合物和氯化物，这些物质在高温下形成腐蚀性物质，如硫酸、盐酸等。
这些物质会与水冷壁表面的金属反应，造成腐蚀。
2. 燃烧温度：超临界锅炉的燃烧温度较高，一般在500-600摄氏度，甚至更高。
高温会加速金属表面的氧化过程，使金属表面生成腐蚀性氧化物。
3. 冷却水质：超临界锅炉中使用的冷却水中含有溶解性氧和二氧化碳，这些物质会与金属表面发生电化学反应，形成腐蚀性产物。
冷却水中可能还含有一定的盐类和杂质，这些物质也会加速金属腐蚀。
1. 改进燃烧系统：通过调整燃烧系统，降低燃烧温度，减少烟气中的含硫化合物和氯化物含量，可以有效降低高温腐蚀的发生。
2. 改进冷却水处理：加强冷却水的处理工艺，去除冷却水中的溶解性氧和二氧化碳，减少金属表面的氧化反应。
合理控制冷却水中的盐类和杂质含量，避免其加速金属腐蚀。
3. 选择耐蚀材料：在设计超临界锅炉水冷壁时，应选择耐蚀性能较好的材料，如不锈钢、镍基合金等。
这些材料具有良好的耐腐蚀性能，可以减少高温腐蚀的发生。
4. 加强监测和维护：通过安装腐蚀监测装置，及时了解水冷壁的腐蚀情况，根据监测结果进行及时维护和处理，可以有效预防高温腐蚀的发生。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀是由于烟气成分、燃烧温度和冷却水质等多种因素共同作用导致的。
通过改进燃烧系统、改进冷却水处理、选择耐蚀材料和加强监测维护等措施，可以有效预防和减少高温腐蚀的发生。
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1. 引言1.1 超临界锅炉水冷壁高温腐蚀概述超临界锅炉水冷壁高温腐蚀是指在超临界锅炉中，水冷壁在高温高压条件下受到腐蚀损伤的现象。
超临界锅炉水冷壁是锅炉中重要的受热面部件，直接受到燃煤或燃气燃烧产生的高温烟气的冲击，因此容易受到腐蚀的影响。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀主要包括氧腐蚀、硫腐蚀、碱性物质腐蚀、高温侵蚀等多种形式。
氧腐蚀是超临界锅炉水冷壁高温腐蚀的主要形式，其产生的腐蚀速率很大，会严重影响水冷壁的寿命和正常运行。
对于超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题，需要深入研究其产生的原因和机理，找到有效的改造技术，提高水冷壁的抗腐蚀能力，保证锅炉的安全稳定运行。
对于超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题的改造与应用具有重要的理论和实践意义，值得深入探讨和研究。
1.2 研究背景和意义超临界锅炉是一种高效节能的锅炉形式，具有热效率高、运行成本低等优点，被广泛应用于电力、化工等领域。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题严重影响了锅炉的安全稳定运行。
高温腐蚀是指在高温和高腐蚀性气体环境中，金属材料发生的表面破坏现象，导致水冷壁的厚度减薄、强度下降，最终影响锅炉的安全运行。
针对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题，研究改造技术具有重要的现实意义和深远影响。
通过分析高温腐蚀的原因，探索改造技术及其效果评估，可以有效提高锅炉的运行安全性和经济性。
研究超临界锅炉水冷壁高温腐蚀的原因分析及改造措施，对于提高锅炉能源利用效率、延长锅炉寿命具有重要意义。
【2000字】2. 正文2.1 超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析超临界锅炉水冷壁高温腐蚀是指在超临界工况下，水冷壁在高温和高压环境中发生的一种腐蚀现象。
其主要原因包括以下几个方面：水冷壁工作在高温高压的环境下，水冷壁表面受到了来自工质中高速流动水蒸气的冲击，极易导致表面氧化皮的脱落，暴露出金属基体，加速了金属的腐蚀。
高温环境下金属表面易与水蒸气中的氧、氢等气体发生反应，形成金属氧化物和氢氧化物，这些物质对金属具有腐蚀作用。
- 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)。
锅炉水冷壁的高温硫腐蚀原因及对策
摘要：为避免锅炉水冷壁烟气侧高温硫腐蚀，本文通过对腐蚀原因、机理进行
分析，提出行之有效的对策措施，能有效降低锅炉水冷壁低高温硫腐蚀。
提高锅
炉运行的安全可靠性。
关键词：水冷壁；燃烧器；硫腐蚀；烟气；失效
1引言
为了控制锅炉燃烧装置尾部排放烟气中的NOX含量，减少其后部脱硝装置的
压力，以空气分级燃烧技术为特征的低氮燃烧器广泛地应用于电站锅炉。
这种燃
烧器的原理是：在主燃烧区的过量空气系数维持在0.85，燃料着火后在欠氧条件
下燃烧，生成具有还原性的CO气体和焦炭，抑制NOX的生成，并将NO还原。
随着上层燃烬风的补入，过量空气系数增加，未燃尽的燃料在燃尽区充分燃烧。
由于在主燃烧区为欠氧燃烧，其所形成的还原区域，使灰熔点降低，易在附近
的水冷壁结焦。
特别是在燃用高硫煤时，燃烧器区域的水冷壁将出现高温硫腐蚀，使炉管失效爆管。
2水冷壁高温硫腐蚀失效的发生机理
2.1腐蚀机理
关于锅炉水冷壁管的硫腐蚀主要发生在烟气侧热负荷较高区域。
燃煤中硫含
量高是引起水冷壁管外侧高温烟气腐蚀的主要因素，当硫含量超过1%时就容易
发生硫腐蚀。
水冷壁管的硫腐蚀分硫化物腐蚀、硫酸盐腐蚀和焦硫酸盐腐蚀。
一般来说，水冷壁管的高温腐蚀是管壁附近因欠氧燃烧形成还原性气氛引起的，腐蚀速度随温度升高而增加。
即熔融状态的煤粉在炉膛水冷壁管附近开始分离，使碳和硫聚集在边界层。
由于缺氧局部形成还原性气氛，硫的燃烧和三氧化
硫的形成便发生困难，因而游离态的硫和硫化物(硫化氢等)，便开始与铁发生反应，使管壁产生硫化物腐蚀。
水冷壁管的高温腐蚀属严重硫化物型腐蚀，腐蚀反应包括氧化和硫化反应，
其过程如下：
煤粉中的黄铁矿(FeS2)受灼热分解，产生自由态的硫原子。
FeS2=FeS+S
管壁周围存在一定浓度的H2S和SO2，也会生成自由的硫原子。
2H2S+SO2=2H2O+3S
分解出来的硫，由于缺氧，硫的燃烧和SO3的形成比较困难，便会与管壁金
属反应生成FeS。
FeO+H2S=FeS+H2O
生成的FeS进一步氧化就生成了Fe3O4，将水冷壁腐蚀，在管子外壁形成腐
蚀层，即通常所说的氧化皮。
3 FeS+5O2=Fe3O4+3SO2
腐蚀使水冷壁管向火侧外壁不断减薄，也使生成的楔形裂纹中充满着硫化铁
和氧化铁等腐蚀产物。
当燃烧不良或脉动火焰冲击炉墙时，会形成高温和燃料过剩的环境，由此而
产生低熔点的钠或磷的硫酸盐，特别是燃用低灰熔点且欠氧燃烧时，易在水冷壁
管上结成酸性焦渣。
此时，管子换热能力下降，壁温升高，硫酸盐融化时产生的SO3和烟气中的SO3向焦渣层内扩散，使管子表面的氧化铁保护层破坏，而造成
金属腐蚀。
这种腐蚀类型为硫酸盐型腐蚀，外观形貌为沿圆周方向不同形状的沟
槽式裂纹，且深入管内。
2.2水冷壁失效机理
锅炉水冷壁管在运行时会遭受低周（由启停引起的热应力）、中周（由汽膜
的反复出现和消失引起的热应力）和高周（由振动引起的）交变应力而发生疲劳
损坏；当热负荷高时，管壁超温导致材料的疲劳强度严重下降，即水冷壁由于吸
收炉膛中高温火焰和烟气的辐射热量，引起管内介质密度或位置的变化，使金属
的温度发生交替变化，金属也就交替地膨胀或收缩，在金属内部就会引起交变应力，在这种交变应力的作用下，引起塑性变形的积累损伤而产生疲劳裂纹。
在高
温下，金属的强度相对较低，其应力振幅可以超过材料的屈服极限，每次循环产
生的局部塑性变形较大，这样即使只经过较少的循环次数，仍然会萌生热疲劳裂纹。
3影响因素分析及对策
3.1原因分析
水冷壁高温硫腐蚀一般与多种因素有关，主要因素如下：
3.1.1燃用煤质的影响
对于大型锅炉水冷壁高温硫腐蚀主要发生在燃用贫煤以及低挥发分烟煤，特
别是高硫煤种的锅炉。
当硫含量超过1%时就容易发生硫腐蚀。
例如，WF电厂2
台300MW机组入炉煤含硫量平均1.8%，运行1万小时（不到2年）即出现水冷
壁大面积腐蚀失效，腐蚀区为主燃烧区偏上部。
3.1.2燃烧器结构及运行调整的影响
据一些大型电厂运行经验，贴近壁面氧量低于2%时，腐蚀会明显加剧。
因腐
蚀区的氧量较低，即煤粉在欠氧环境燃烧，产生大量还原气体CO，还原性气氛
易产生低灰熔点产物，以焦渣形式附着在水冷壁上，并腐蚀炉管。
空气分级燃烧的低氮器为了将燃料燃烧后产生NOX还原成无害的N2，在主
燃烧区采用欠氧燃烧技术，如果配风调整不当，或炉内动力场不当，都会形成水
冷壁高温硫腐蚀环境。
3.2预防措施
高温硫腐蚀的速率与管壁温度，管壁结焦，硫化物、氯化物的浓度以及还原
性气氛的强弱有关。
为适应燃料煤的多样性，需采取如下预防措施：
3.2.1改进燃烧器结构，减轻结焦及腐蚀
低氮燃烧器主要有两种技术形式，即空气分级燃烧技术和燃料分级燃烧技术。
因其投资和运行成本相对较少，并能有效降低烟气净化装置入口NOX浓度，因此，在我国电厂锅炉中，空气分级燃烧作为辅助措施而被广泛使用。
低氮燃烧器的主燃烧区的过量空气系数仅0.85，为避免该区域的水冷壁结焦，可对燃烧器进行局部改进，如粉嘴加周界风或在靠近水冷壁一侧加可调的由二次
风引入的侧边风，形成风幕，从而保护水冷壁。
在炉膛结构不能改变情况下，燃烧器的高度和布置区域，可以使燃烧器区域
有合理的热强度qr（区域壁面热强度qr.h和区域容积热强度qr.v。
）。
区域壁面
热强度qr.h和反映该区域放热、吸热的平衡关系。
燃烧器区域热强度qr.v可以反
映燃烧时火焰分散与集中情况，表征了该区域的温度水平。
区域壁面热强度 qr.h=BQd/3600Uhr MW/m2
区域容积热强度 qr.v=BQd/3600Fhr MW/m3
式中 B ————燃料消耗量，kg/h;
Qd————燃料低位发热量，MJ/kg;
U ————炉膛横截面周长，m；
F ————炉膛横截面面积，M2。
hr————燃烧器高度（上喷口上边缘至下喷口下边缘距离），m；
qr值越大，说明火焰越集中，区域温度高，有利于燃烧。
但qr值过高，没有足够的水冷壁来吸收热量，容易引起附近区域结焦。
反之，qr值过低，不利于煤粉的着火和燃烧。
对于烟煤qr.H选择1.4~2.32MW/m2。
在改进布置燃烧器时，应选择合理的高度，并可使喷嘴角度调整来适应煤种变化。
3.2.2 有良好的炉内空气动力工况
良好的炉内速度场和压力场的分布，避免火焰直接冲刷炉墙，是保证炉膛不结焦安全工作的重要条件。
3.2.3合理调整运行参数及配风
保持合理的一二次风速、风量，过量空气系数和煤粉细度，避免缺角、缺风运行。
通过主燃烧区侧边风的调整，以及燃尽风的调整，保护水冷壁安全运行和煤粉的充分燃烧。
通过喷口角度及各层风量的调整，调节火焰中心位置和稳定燃烧。
3.2.4及时清理受热面焦渣
炉内结焦是一个自加剧过程，一旦发生，受热面传热恶化，炉内烟气温度和结焦层表面温度都增加，加上渣焦表面粗糙，会使结焦愈演愈烈。
因此运行中应及时清除焦块，检修时应彻底进行清除。
3.2.5燃烧器区域水冷壁喷镀保护层
对燃烧器区域水冷壁管采用热渗铝管或在原管进行喷涂镍基合金保护层，可有效防护水冷壁的高温腐蚀。
4结论
通过对水冷壁高温硫腐蚀产生的机理、原因以及影响因素进行分析，有针对性地提出预防及改进措施。
进而提高了锅炉安全、可靠性，保证炉组平稳运行。
参考文献：
【1】贾鸿祥，朱兆雪，电厂锅炉原理电力工业出版社.
【2】刘武成, 侯桂林，史明武. 现代锅炉技术及其改造. 中国电力出版社2006. 【3】张亚明, 董爱华，许素琴，3号锅炉水冷壁管腐蚀破口失效分析，中国科学院金属研究所。