锅炉高温腐蚀及防止措施

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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摘要:电力能源在社会生产以及人们日常生活中扮演着重要角色。

近些年,随着社会发展步伐的进一步加快,社会对电力需求量也在快速增长,这大大地增加电力工业的生产负荷。

因此,火电厂锅炉容量也相应增加以满足生产需求。

而锅炉水冷壁高温腐蚀是当前许多火电厂需要面对的一个常见问题,影响了火电厂的安全生产。

所以,对水冷壁高温腐蚀进行研究,并找出有效的防护策略具有重要意义。

关键词:火电厂;锅炉;水冷壁;高温腐蚀1水冷壁高温腐蚀的危害1.1容易发生突发性爆管事故锅炉燃烧过程中,煤炭燃烧时产生的大量灰分会撞击水冷壁管,切削了其管表面,降低了管的厚度与强度,一旦受高温作用,水冷壁存在较高的突发性爆管风险,严重减低火电厂电力生产的安全性。

此外,如果发生爆管事故,必然锅炉要停止运行进行抢修,这样还会增加火电厂的生产成本,对火电厂的生产进度造成不利影响。

1.2使管壁变薄相关研究表明,由于腐蚀与磨损,锅炉水冷壁管厚度减少1mm/年左右,而腐蚀严重的部位,锅炉水冷壁管厚度减少量甚至达到6mm/年左右,这都会影响锅炉的安全运行,为火电厂生产埋下安全隐患。

2水冷壁高温腐蚀的机理和条件在大型燃煤锅炉中,高温腐蚀的类型根据产生原因主要分为硫酸盐型、氯化物型和硫化物型三种。

其中高温受热面以硫酸盐型为主,燃烧器附近高温区域以氯化物型为主;其它部位水冷壁管以硫化物型为主。

通常情况下,水冷壁高温腐蚀是这三种类型腐蚀交叉复合共同作用的结果。

水冷壁高温腐蚀的机理是锅炉运行时管壁外表面首先发生氧化,并形成Fe2O3,过程如下:2Fe+O2=2FeO4FeO+O2=2Fe2O3或4Fe+3O2=2Fe2O3当飞灰和烟气中含有如硫化物、氯化物等腐蚀性成分时,发生以下化学反应: Fe2O3+3[SO3]=Fe2(SO4)3Fe2O3+[CO]=2MO+CO2Fe+[S]=FeSFe+2[Cl]=FeCl2可见腐蚀过程主要与飞灰和烟气中的硫酸盐、硫化物、氯化物和还原性气氛有关。

温度造成锅炉腐蚀的原因及减少腐蚀的措施分析

温度造成锅炉腐蚀的原因及减少腐蚀的措施分析

温度造成锅炉腐蚀的原因及减少腐蚀的措施分析程 鹏(重庆市万州区三峰环保发电有限公司,重庆 404100)摘要:垃圾焚烧炉高温腐蚀主要有水冷壁和过热器高温腐蚀。

在余热锅炉所有受热面中,承受最高温度的高温过热器的管子发生烟气腐蚀的危险性最大,受热面的腐蚀速率与温度的成正比例,当温度为600~700℃时腐蚀速率达到最大;投入汽包加热器后锅炉省煤器出口烟气温度升高,排烟温度升高,锅炉热效率降低,当能有效预防受热面低温腐蚀。

关键词:锅炉;腐蚀;省煤器中图分类号:TK224.9 文献标志码:A文章编号:1672-3872(2017)10-0105-011 高温腐蚀分析高温腐蚀表现为:暴露于烟气中的金属受到高温烟气中飞灰的腐蚀,同时在管壁上粘附堆积含有的金属氧化物,低熔点、高浓度的碱土,重金属的氯化物和硫酸盐等,与管壁发生化学反应,导致腐蚀的发生。

2 低温腐蚀分析烟气露点计算:t=t1+125×/1.05ɑ×Ayzs (1)式中:t为烟气酸露点;t1为按烟气中水蒸汽的分压力计算的水露点(烟气中蒸汽分压力下所对应的饱和温度);Syzs为应用基燃料的折算硫份;Ayzs为应用基燃料的折算灰份。

垃圾含硫:0~0.6%;垃圾灰分:10~25%;水蒸汽分压力:0.01~0.015,对应的饱和温度50~55℃;50+125×0.181/1.05×1×0.25=136.9S℃烟气温度一般高于露点温度30~60℃,能有效降低低温腐蚀,故烟气温度166.9~196.9℃能有效降低低温腐蚀。

投入汽包加热器,提高省煤器给水温度,减少省煤器中吸热,从而提高锅炉排烟温度,使排烟温度高于低温腐蚀温度。

以下为某个工况下两个不同方面分析。

1)不投汽包加热器:省煤器进口烟气温度:320℃,焓I1:443kJ/kg;出口烟气温度:192℃,焓I2:260kJ/kg;省煤器进口水温度:120℃,焓hsm:503kJ/kg;省煤器进口水温度:210℃,焓hgs:807kJ/kg;理论空气焓:45.5kJ/kg;漏风系数:0.02;给水量:25T;风量:45000(m3/h)。

锅炉高温腐蚀及其预防措施

锅炉高温腐蚀及其预防措施

锅炉高温腐蚀及其预防措施目录1. 前言 (1)2. 高温腐蚀的主要原因 (2)2.1. 燃烧不良和火焰冲刷 (2)2.2. 燃料和积灰沉积物中的腐蚀成分 (2)2.3. 还原性气氛 (3)3. 腐蚀类型 (3)3.1. 调整燃烧并控制煤粉细度 (3)3.2. 控制燃料中的硫和氯含量 (4)3.3. 合理的配风及强化炉内的湍流混合 (4)3.4. 避免出现受热面超温 (4)3.5. 改善受热面状况 (4)36 采用低氧燃烧技术组 (5)4. 低氧燃烧的影响 (5)4.1. 什么是低氧燃烧?低氧燃烧有何优点? (5)4.2. 锅炉低氧燃烧的优点和缺点 (6)4.2.1. 利: (6)4.2.2. 弊: (6)4.3. 低氧量控制对N0χ排放的影响 (6)4.4. 低氧量控制对锅炉运行经济性的影响 (7)4.5. 低氧量控制对锅炉燃烧稳定性的影响 (7)4.6. 低氧量控制对锅炉高温腐蚀和结渣的影响 (7)5. 结束语 (8)1.前言锅炉的高温腐蚀主要发生在燃用高硫煤的锅炉水冷壁管和过热器管束上。

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。

高压锅炉水冷壁管的硫腐蚀主要是由于煤粉中的黄铁矿(FeS2)燃烧受热分解出自由的硫原子,产生腐蚀。

通常高压锅炉水冷壁管向火侧的正面腐蚀最快,减薄得最多若发生爆管都在管子的正面爆开管子的侧面减薄得较少,而管子背火侧几乎不减薄,这种腐蚀给锅炉水冷壁管造成很大威胁,严重时,往往几个月就得更换部分管段给锅炉的安全经济运行带来很大危害。

而锅炉过热器管的高温腐蚀主要是由于液态的灰黏结在过热器管壁上而引| 起腐蚀。

2.高温腐蚀的主要原因2.1.燃烧不良和火焰冲刷持续燃烧不良和脉动火焰冲击炉墙时,导致燃烧不完全,在燃烧器区域附近的火焰中心处,当未燃尽的焰流冲刷水冷壁管时,由于煤粉具有一定的棱角,煤粉对管壁有很大的磨损作用,这种磨损将加速水冷壁保护层的破坏,在管壁的外露区段,磨损破坏了由腐蚀产物形成的不太坚固的保护膜,烟气介质便急剧地与纯金属发生反应,这种腐蚀和磨损相结合的过程,大大加剧了金属管子的损害过程。

锅炉本体的腐蚀机理及防护

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。

生物质锅炉高温过热器腐蚀原因分析及对策

生物质锅炉高温过热器腐蚀原因分析及对策

生物质锅炉高温过热器腐蚀原因分析及对策生物质锅炉高温过热器是一种用于提高锅炉燃烧效率和节约能源的重要设备。

由于生物质燃烧产生的高含硫、高氯等特点,高温过热器容易出现腐蚀问题。

本文将对生物质锅炉高温过热器的腐蚀原因进行分析,并提出相应的对策。

一、腐蚀原因分析1.1 氯化物侵蚀:生物质燃烧中含有较高的氯元素,氯化物在高温条件下会生成氯化氢和氯化物,这些物质会对过热器材料产生腐蚀作用。

氯化物腐蚀主要发生在过热器的管壁和烟道灰积处。

1.2 硫酸侵蚀:生物质中的硫元素主要以硫酸盐的形式存在,当硫酸盐在高温环境下吸附在过热器材料表面时,会形成硫酸膜,并与空气中的水蒸气反应生成硫酸,导致高温过热器腐蚀。

1.3 碱金属侵蚀:生物质中的钾、钠、钙等碱金属元素在高温环境下易产生熔融、挥发和形成高温腐蚀物质,对高温过热器材料的腐蚀作用是较为严重的。

二、对策及措施2.2 设计合理的结构:合理设计过热器结构,采取防止腐蚀的措施,如增加防腐涂层、增加材料的厚度等。

应确保过热器的设计和制造符合相关规范和标准,提高过热器的稳定性和可靠性。

2.3 控制燃料的硫含量:选择低硫含量的生物质燃料,如秸秆、麦秸等,减少生物质燃烧产生的硫酸盐,从源头上减少硫酸侵蚀。

2.4 净化燃烧气体:在锅炉设计中加入净化系统,如干式除尘器、湿式除尘器、脱硫装置等,减少氯化物、硫酸盐等有害物质对过热器的侵蚀。

2.5 增加氯的吸附:可在过热器中增加氯的吸附剂,如活性炭等,吸附和还原氯化物,减少对过热器的侵蚀。

2.6 加强监测与维护:加强对生物质锅炉高温过热器的监测与维护工作,定期进行巡检、清洗和维护,发现腐蚀问题及时处理,确保过热器的正常运行。

三、总结生物质锅炉高温过热器腐蚀问题是生物质锅炉运行过程中需要重视的一个问题,通过分析腐蚀原因并采取相应的对策和措施,可以有效地减少过热器的腐蚀问题,提高生物质锅炉的运行效率和寿命。

在实际操作中,还需要结合具体锅炉运行情况和生物质燃烧特点,制定适合的腐蚀防治方案,不断优化和改进生物质锅炉的设计和运行管理。

锅炉高温腐蚀及防止措施示范文本

锅炉高温腐蚀及防止措施示范文本

锅炉高温腐蚀及防止措施示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月锅炉高温腐蚀及防止措施示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。

锅炉的高温腐蚀主要发生在燃用高硫煤的锅炉水冷壁管和过热器管束上。

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。

高压锅炉水冷壁管的硫腐蚀主要是由于煤粉中的黄铁矿(FeS2)燃烧受热,分解出自由的硫原子,产生腐蚀。

通常高压锅炉水冷壁管向火侧的正面腐蚀最快,减薄得最多,若发生爆管都在管子的正面爆开,管子的侧面减薄得较少,而管子背火侧几乎不减薄,这种腐蚀给锅炉水冷壁管造成很大威胁,严重时,往往几个月就得更换部分管段,给锅炉的安全经济运行带来很大危害。

而锅炉过热器管的高温腐蚀主要是由于液态的灰黏结在过热器管壁上而引起腐蚀。

1 高温腐蚀的主要原因1.1 燃烧不良和火焰冲刷持续燃烧不良和脉动火焰冲击炉墙时,导致燃烧不完全,在燃烧器区域附近的火焰中心处,当未燃尽的焰流冲刷水冷壁管时,由于煤粉具有一定的棱角,煤粉对管壁有很大的磨损作用,这种磨损将加速水冷壁保护层的破坏,在管壁的外露区段,磨损破坏了由腐蚀产物形成的不太坚固的保护膜,烟气介质便急剧地与纯金属发生反应,这种腐蚀和磨损相结合的过程,大大加剧了金属管子的损害过程。

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。

生物质锅炉受热面高温腐蚀分析及预防

生物质锅炉受热面高温腐蚀分析及预防

生物质锅炉受热面高温腐蚀分析及预防生物质锅炉受热面腐蚀造成承压部件泄漏是制约生物质机组安全稳定长周期运行的主要原因之一,从而直接影响了生物质发电企业的经济效益。

通过长期分析生物质锅炉运行情况,结合生物质入炉燃料品质不稳定,生物质锅炉燃烧不稳定的特点,除一般锅炉均有发生的汽、水、烟侧腐蚀外,发现造成生物质锅炉受热面腐蚀减薄的主要原因就是高温腐蚀。

所以,如何避免受热面壁温超限就是控制生物质锅炉受热面腐蚀减薄的主要方法。

0引言锅炉受热面腐蚀减薄损坏,一般会造成受热面爆管[1]。

故障一旦发生常导致锅炉故障停炉,涉及范围较大,检查、更换不到位则会重复泄漏停炉,而且检修工作量较大。

国内一些生物质锅炉曾因受热面腐蚀造成一年内停炉十几次,对设备安全运行、电厂经济效益造成巨大影响。

1生物质锅炉受热面腐蚀特点及分析生物质锅炉受热面腐蚀多为高温腐蚀[2]。

高温腐蚀的形成主要包括缺氧、高温、还原性气氛的形成,燃料的腐蚀性元素(氯、钾、硅、铁、铬和硫)含量高等因素,锅炉受热面长期在高温下运行,出现还原氧化交替剥离受热面管排壁面现象,导致管壁达到承压极限值发生爆管[3-4]。

生物质燃料的成分复杂,通过对燃料化验分析得出,燃料可燃成分中硫分较低,氯含量较高,还含有钾、氟等。

灰成分中钾、钠含量高,锰含量高,铝成分较低。

通过分析生物质燃料成分,试验及研究,目前公认的高温腐蚀主要分为气相、固相和液相3种形式。

气相腐蚀即氧化性气氛腐蚀、还原性气氛腐蚀、气态碱金属氯化物腐蚀,主要特点为由于生物质中氯元素的含量较高,气相中含有的氯气及含氯化物与受热面金属反应,加速金属合金的氧化所引起的腐蚀,如图1、2、3所示。

固相腐蚀即沉积物碱金属硫酸盐化腐蚀、沉积物中氯化物对金属表面的腐蚀、碱金属氯化物对金属碳化物的腐蚀,主要特点为烟气中的有害元素在受热面表面凝结、沉积,加速金属合金的氧化所引起的腐蚀,如图4、5、6所示。

液相腐蚀即液相氯化物的腐蚀、液相硫酸盐化腐蚀,主要特点为积灰中的有害元素在受热面表面形成局部液相,增加了受热面腐蚀速率,如图7、8所示。

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锅炉高温腐蚀及防止措
锅炉高温腐蚀及防止措施
锅炉的高温腐蚀主要发生在燃用高硫煤的锅炉水冷壁管和过热器管束上。

锅炉运行时在烟温大于700°C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。

高压锅炉水冷壁管的硫腐蚀主要是由于煤粉中的黄铁矿(FeS2)燃烧受热,分解出自由的硫原子,产生腐蚀。

通常高压锅炉水冷壁管向火侧的正面腐蚀最快,减薄得最多,若发生爆管都在管子的正面爆开,管子的侧面减薄得较少,而管子背火侧儿乎不减薄,这种腐蚀给锅炉水冷壁管造成很大威胁,严重时,往往儿个月就得更换部分管段,给锅炉的安全经济运行带来很大危害。

而锅炉过热器管的高温腐蚀主要是由于液态的灰黏结在过热器管壁上而引起腐蚀。

1高温腐蚀的主要原因
1.1燃烧不良和火焰冲刷
持续燃烧不良和脉动火焰冲击炉墙时,导致燃烧不完全,在燃烧器区域附近的火焰中心处,当未燃尽的焰流冲刷水冷壁管时,由于煤粉具有一定的棱角,煤粉对管壁有很大的磨损作用,这种磨损将加速水冷壁保护层的破坏,在管壁的外露区段,磨损破坏了由腐蚀产物形成的不太坚固的保
护膜,烟气介质便急剧地与纯金属发生反应,这种腐蚀和磨损相结合的过程,大大加剧了金属管子的损害过程。

1. 2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(FeS2)燃烧受热,分解出自由的硫原子:FeS2-FeS+[S],而烟气中存在的一定浓度的H2S与S02化合, 也产生自由硫原子:2H2S+S02-2H20+3[S]。

自由硫原子与约350°C温度的水冷壁管相遇,发生反应:Fe+[S]-FeS, 3FeS+5O2-Fe3O4+3SO2,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S03,生成焦硫酸盐,如Na2S2O7和K2S207o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Fe203更容易发生反应,生成低熔点的复合硫酸
盐:3Na2S04+Fe203+3S03-→2Na3Fe(S04)3, 3K2SO4+Fe2O3+
3S03-2K3Fe(SO4)3,当温度在550°C~700°C时,复合硫酸盐处于融化
状态,将管壁表面的Fe203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。

另外,燃料中含有氯化物也是使炉管损耗的一个重要原因。

它们与烟气中的水、硫化氢等反应生成硫酸盐和HCI气体,由于HCl的存在可以使金属表面的保护膜遭到破坏,从而加大对管壁的腐蚀。

燃料中含氯量增加, 对金属的腐蚀速率也随之增加。

当灰中含氯低于0. 2%时,不致产生明显的腐蚀;当含氯量达到0. 6%时,将造成高的腐蚀率。

2腐蚀产物的矿物组成
腐蚀产物内层的物相组成主要为铁的硫化物和氧化物,中间层和外层为铁硫化物,铁氧化和铝硅酸盐;对各层的组成进行半定量分析发现:由内而外铁硫化物的含量降低,其含量分别为74%、64%、54%;铝硅酸盐含量增加,其含量分别为中间层22%、外层28%;铁氧化
物内层含量较高为26%,由于受到铝硅酸盐的影响,中间层和外层的含量有所降低,含量分别为14%、18%,最外层受炉膛中氧气的氧化其铁氧化物的含量要比中间层高。

铁的硫化物和氧化物为腐蚀的产物,而硅铝质组分来自于粘附的燃煤飞灰颗粒,其腐蚀类型是硫化物型腐蚀。

腐蚀产物显微特征和微区分析
1金相显微和孔结构特征腐蚀产物具有明显的分层结构,内层结构致密,外层3疏松多孔,具有大量的孔隙。

内层矿物组成比较单一,分布比较均匀,为高温乘积的结晶矿物,光性较强。

外层矿物组成复杂,分布不均,高温乘积的结晶矿物中分布大
量来自煤中的高温分解形成的球形非晶质矿物。

利孔隙的大量存在为腐蚀介质的扩散提供了通道,使得其可以渗透到渣层内部与管壁发生腐蚀管壁。

推测腐蚀过程为:首先腐蚀介质H2S或原子硫与管壁金属氧化膜发生反应,使得管壁失去保护层,然后进一步与管壁基体金属反应腐蚀管壁,生成铁的硫化物。

在腐蚀产物的最内层主要为铁硫化物,所以其它元素的含量很少,伴随反应进行的同时,飞灰颗粒不断粘附到腐蚀产物的外层,在高温条件下熔融,使腐蚀产物内外温差升高加速了腐蚀进程。

1.3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,CO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,未燃尽的煤粉在炉管附近分离,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S02的形成发生困难,H2S便与受热面金属发生直接反应,因H2S是还原性介质,比氧化性介质更具有腐蚀
性,H2S的浓度越高,受热面温度越高,腐蚀速度越快,同时还原性气氛导致了灰熔点温度的下降和灰沉积物过程加快,从而导致受热面管子的腐蚀。

[S]腐蚀煤粉在燃饶过程中也会产生一定量的原子硫,其在350〜400°C时很容易与碳钢直接反应生
成硫化亚铁(Fe+[S]-FeS)形成高温硫腐蚀,并且从450°C开始,其对炉管的破坏作用相当严重。

生成的[S]可以直接穿透管壁金属表面保护膜,并沿金属晶界渗透,进一步腐蚀锅炉水冷壁并同时使氧化膜疏松,剥裂决至脱落金属硫化腐蚀产物层相对基体金属的体积比很大。

2防止高温腐蚀的措施
2.1调整燃烧并控制煤粉细度
调整燃烧器,避免火焰对侧墙的直接冲撞,加强一次风煤粉气流的调整,尽可能使各燃烧器煤粉流量相等,保证燃烧器出口气流的煤粉浓度均匀分如;在磨煤机出口加装动静分离器,控制煤粉细度,减少腐蚀发生的概率,以降低腐蚀和磨损。

2. 2控制燃料中的硫和氯含量
控制燃料中的硫和氯含量可降低腐蚀速率。

国外研究显示,水冷壁管常在燃料品种变化时发生向火侧严重腐蚀。

燃料是控制腐蚀速率的第一道关口,应燃用含硫量低于0. 8%的煤种,以降低腐蚀速率。

2. 3改善燃烧区的还原气氛
合理配风并强化炉内气流的混合过程,同时降低空预器等设备的漏风; 可以采用增加侧边风、贴壁风等技术,在水冷壁附近形成氧化气氛,以改善燃烧区的氧量,避免出现局部还原性气氛,缓解高温腐蚀的发生。

2. 4避免出现受热面超温
因为长期低负荷运行会造成过热器管内工质流量过小,流速过低,严重影响了管子内外热交换,造成管壁温度过高,而炉膛温度不可能同时降低,造成管子短时间超温。

所以应尽量避免长期低负荷运行,同时控制炉内局部特别是燃烧器区域附近的
火焰中心处的最高温度及热流密度,以避免出现受热面壁温局部过高,减轻高温腐蚀。

2. 5改善受热面状况
对水冷壁、过热器等受热面管进行热喷涂,喷涂耐腐蚀材料,也可对水冷壁管进行表面补焊或改用抗腐蚀性能好的铁素体合金钢管或复合钢管,以改善炉管金属表面状况,提高金属材料的耐腐蚀性能。

2. 6采用低氧燃烧技术
釆用低氧燃烧,供给锅炉燃烧室的空气量减少,燃料中的硫在炉膛中与氧接触时生成的二氧化硫转化为三氧化硫的转化率降低,而二氧化硫呈气体状态,它随着烟气经过脱硫排入大气,由于三氧化硫的浓度低,发生高温腐蚀的机会就会减少。

同时,由于空气量减少,燃烧后烟气体积减小,排烟温度下降,锅炉效率提高。

3结束语
锅炉受热面发生的高温腐蚀是一个极其复杂的物理化学过程,常见于大型锅炉中,为了更好地做好锅炉受热面高温腐蚀的防止工作,我们应综合平衡影响锅炉受热面高温腐蚀的各种因素,深入研究其产生的原因,在实践中不断探索、总结和积累经验,制定完善的预防措施,保证锅炉机组的安全经济 > 运行。

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