锅炉高温腐蚀及防止措施
锅炉结焦、腐蚀和磨损的原因、危害和预防
54锅炉结焦、腐蚀和磨损的原因、危害和预防张弘权 韩长龙|国家能源集团吉林龙华长春热电一厂摘要：锅炉的结焦、腐蚀、和磨损对锅炉设备的安全与稳定运行有着极其严重的危害，它们形成的原因很多，必须根据其形成原因进行预防，以减少对锅炉设备的危害，保证发电机组的安全与稳定运行。
关键词：锅炉；结焦；腐蚀；磨损1 锅炉结焦所有固体燃料都有一定的灰分。
燃煤灰分的熔点有高有低，熔点较低的煤容易结焦。
对于煤粉锅炉来说，火焰中心的区域温度很高，灰粒一般呈现融化或软化状态。
当采用固态排渣方式，如果灰粒在接触路墙、水冷壁、炉膛出口受热面和落入冷灰斗之前没有充分冷却，就会粘附在这些地方而形成灰渣，从而使成渣地区或受热面的温度升高。
由此形成了一个自然加剧的恶性循环结焦过程。
形成锅炉结焦的原因很多，大致有以下几个方面：1.1 灰的性质灰的熔点越高，则越不容易结焦；反之，熔点越低，越容易结焦。
灰的组成很复杂。
灰的熔点与灰的化学成分及周围的介质有关，灰的化学成分及其成分的含量比列决定灰熔点的高低，灰的熔点比其混合物中最低熔点还要低。
1.2 周围介质成分对结焦的影响燃烧过程中，由于供风不足或燃料与空气的混合不良，使使燃烧达不到完全燃烧，未完全燃烧将产生还原性气体，灰的熔点就会大大降低。
1.3 运行操作不当由于燃烧调整不当，使炉膛火焰发生偏斜或一、二次风配合不合理，一次风速过高，煤粒没有完全燃烧而在高温软化状态下粘附在受热面上继续燃烧，而形成了恶性循环。
1.4 炉膛容积热负荷过大由于炉膛设计不合理，或锅炉不适当的超出力，而造成炉膛容积热负荷过大，使炉膛温度过高，灰粒到达水冷壁壁面和炉膛出口时还不能得到足够的冷却，从而造成结焦。
1.5 吹灰、除焦不及时当炉膛受热面积灰、结焦过多，清理不及时都会造成受热面壁温升高，从而使受热面产生严重结焦。
结焦会对锅炉产生如下的危害：A．结焦会引起汽温偏高。
在炉膛大面积结焦时，会使炉膛吸热量大大减少，炉膛出口烟气温度偏高，使过热器传热强化，造成过热汽温偏高，并使过热器管壁超温。
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。
电站锅炉高温腐蚀原理分析与防护
正 常运行 。大 多 数 高 温 腐 蚀 现 象 发 生 在 与 烟 气 接
触 、 融熔 覆盖 物包 裹 着 的 中 间 和 出 口过 热器 管 外 被 壁上 。其 原 因是 由于 烟 气 中 的气 态 、 态 和 固态 物 液
关 键 词 ： 炉 ； 温 腐蚀 ； 蚀 原 理 ； 锅 高 腐 防护
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒ ｄ ｓ ｒ ｅ ｈ ｅ ｔ ｒ ｆｃ ａ—ｉｅ ｏ ｒ ｓ ｒ ｃ ： ｉ ａ ｅ ｅ ｃ ｉ ｓ ｔ ｅｆ ａ ｕ ｅｏ ｏ ｌ ｒ ｄ ｐ ｗｅ ｂ ｆ ｐａ ｔｂ ｉ ｒｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ａ ａｙ ｅ ｈ ｒｎ ｉ ｌｓ ａ ｄ ｉ ｆｕ ｎ ｌ ｎ ｏ ｌ ｏ ｏ ｅ ｔ ， ｎ ｌ ｚ ｓ ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｎ ｎ ｌ ｅ — ｅ
２ ０ＭＷ 以上 机 组 的 锅 炉 ， 调 查 ， 国 １ ０ ＭＷ ０ 据 我 ０
影 响＿ ］ ４ 。水 冷壁 的 高 温腐 蚀 是 一个 极 其 复 杂 的物 理 化学过 程 ， 响 因 素包 括 煤 质 特性 、 影 管壁 温 度 、 高 温火 焰 冲刷 水 冷 壁 管 和 水 冷 壁 管 附 近 的 烟 气 成 分 等＿］ ６ 。水 冷 壁 的腐 蚀过 程如 图 ｌ 示 。 所
响锅 炉安全 稳定 运行 。电站锅炉 各部 件高温 腐 蚀 ］
特 征 如下 。
１ １ 水 冷 壁 ．
锅 炉水 冷 壁 管 高温 腐 蚀 和磨 损 危 害较 大 ， 直接
危 害包括 管壁 减薄 和 突发性爆 管口 。 ］ １ Ｉ １ 管壁 减薄 ．．
管壁 减薄 增加 了安全 运行 的 隐患和各 种检 修工
锅炉给水的金属腐蚀以及防止
给水系统金属的腐蚀及其防止锅炉给水系统是指给水和给水的主要组成部分，如汽轮机凝结水、加热器疏水的输送管道和加热设备，其中包括凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、省煤器和疏水箱等。
在给水系统中流动的水，一般是比较纯洁的，在这里通常不会因盐类从水中析出而在管壁上形成沉淀物，可能发生的故障时金属的腐蚀。
给水系统中各种设备和管道大都是由碳钢制成的，只有加热器中用来传热的管件通常是由黄铜制成。
给水系统的腐蚀，会影响锅炉及热力系统的安全和经济运行。
第一节金属的电化学腐蚀金属表面和其周围介质发生化学或电化学作用而遭到破坏的现象称为腐蚀。
金属腐蚀，按其本质的不同可分为电化学腐蚀和化学腐蚀两类。
在电化学腐蚀过程中有电流产生，金属处于潮湿的地方或遇到水时，特别容易发生这一类腐蚀；在化学腐蚀过程中没有电流产生。
在给水系统中发生的腐蚀都属于电化学腐蚀。
一、电化学腐蚀概论1、电极电位金属具有独特的结构型式，它的晶格可以看成是由许多整齐地排列着的金属正离子和在各正离子之间游动着的电子组成。
假如把一种金属进入水溶液中，则在水分子的作用下它的正离子会和水分子形成水化离子，从而转入溶液中，并且有等量的电子留在金属表面。
这样，在金属表面和此表面相接的溶液之间形成了双电层，所以有电位差，这种电位差称为该金属在此溶液中的电极电位。
2、原电池和腐蚀电池如前所述，当金属在溶液中形成双电层后，就会阻止金属的接续溶解，当如将金属上的电子引出，则金属的溶解过程又将继续进行。
这是一种化学能转变为电能的过程，这样的装置称为原电池。
金属发生电化学腐蚀的过程正和原电池中发生的反应一样。
当某种金属和水溶液相接触时，由于金属的组织以及和金属表面相接触的介质不可能是完全均匀的，因此在金属的某两个部分会形成不同的电极电位，所以也会组成原电池。
这种原电池是使金属发生电化学腐蚀的根源，称为腐蚀电池。
3、阳极和阴极从上面所讲述腐蚀电池的原理可知，在其两个电极中只有一个电极上的金属遭到腐蚀，这个电极称为此电极的阳极。
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。
第四节 锅炉的腐蚀与防护
(N2H3)2CO＋H2O→2N2H4＋CO2
N2H4＋O2→N2＋2H2O
肟类除氧剂
如甲基乙基酮肟、丙酮肟、乙醛肟等。其除氧反应，
除此之外，肟类除氧剂还是金属钝化剂，他们与Fe2O3、CuO反应生成保护性氧化物，防止金属腐蚀，
2R1R2CNOH＋6Fe2O3→2R1R2CO＋4Fe3O4＋N2O＋H2O
热力除氧器不仅能除去水中溶解氧，而且可除去其他溶解气体如游离CO2，而且还会使水中HCO3-发生分解，这是因为除去了游离CO2，下述平衡被打破：
2HCO3-≒CO2↑＋H2O＋CO32-
运行注意事项:
水应加热至沸点
解吸出来的气体应能通畅地排走
送入的补给水量应稳定
并列运行的各台除氧器负荷应均匀
(2)化学除氧
阳极反应Fe→Fe2+＋2e
阴极反应2H+＋2e→2H→H2
由于阴极反应发生在沉积物下，产生的H2不能很快扩散到汽水混合区域，因此在管壁和沉积物之间积累了多余的氢，一部分氢可能扩散到金属内部，与碳钢中的碳化铁（渗碳体）发生反应：Fe3C＋2H2→3Fe＋CH4
因而造成碳钢脱碳，金相组织受到破坏，并且CH4会在金属内部产生应力，使金相织产生裂纹。
当金属除了受某些侵蚀性介质的作用外，同时还受机械应力的作用时，会发生裂纹损坏，称为应力腐蚀。
锅炉金属的应力腐蚀有以下几种：疲劳腐蚀、应力腐蚀开裂、苛性脆化。
提高给水水质，防止给水系统腐蚀而使给水中铜铁含量增大
尽量防止凝汽器泄漏。酸性腐蚀中MgCl2、CaCl2的主要来源就是凝汽器泄漏而导致冷却水进入。碱性腐蚀中的NaOH也是由于冷却水泄漏把碳酸盐带入给水中，在锅内高温下，碳酸盐发生下列反应：
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
锅炉腐蚀原因及防止措施
中 图分 类号
一
、
锅 炉 腐蚀 原 因 及 危 害
锅炉 的腐蚀类 型有外腐 蚀和 内腐 蚀两 种。外腐蚀 主要 由
燃料燃烧 后形成 的烟气介质所 引起 ， 内腐蚀 主要 南汽 、 水系统 的介 质所致 。外腐 蚀又 因产生 的部 位和条 件不 同又分 为低温 腐蚀 和高温腐蚀 。在燃烧高水 分 、 高硫燃料 时 ， 尾部受 热面低 温部 分会受到腐 蚀 ， 之为低温 腐蚀 。在燃 烧煤 或重油 时 ， 称 由 于燃 料 中的硫 、 或钠 、 盐 的作用 ， 热器 或再热 器 的高温 钒 钾 过 管壁会受 到腐 蚀 ， 称之 为高温腐蚀 。 内腐 蚀 是指 因锅炉 给 水 中的 杂质 在 锅炉 内发生 浓 缩析 出， 引起 汽水 系统 结垢 、 积盐和金 属腐蚀 的现象 ， 炉发 生爆 锅 管常见 的原因有氧腐蚀 、 水蒸汽腐蚀和垢下腐蚀 。 当锅 炉受热 面上结有 水垢或有 沉积水 渣时 ，在水 垢或水 渣下形 成的腐蚀称为垢下腐蚀 。垢下腐蚀可 能是碱性腐蚀 ， 也 可能是 酸性 腐蚀 ，主要取决 于锅水 中所含物质 以及锅水 的 ｐ Ｈ 值 。锅炉垢下腐 蚀多发 生在锅炉 水 中有沉 积物及锅 炉水具 有 侵蚀性 时 ， 当金属表 面上附着水 垢或水 渣时 ， 由于沉 积物传 热 差， 橡胶棒孑 分布不均 ， Ｌ 是造成轴瓦振动的主要原 因。因此对 弹 性联轴器进行动平衡 ， 消除了振动源。 （） ２ 改进爬行装置及爪型联轴器 。将减速机轴头延 长６ｒｍ， ０ ａ 将单键改为互成 １０的双键联结 。将爪型联轴器也 由单键改为 ２。 互成 １０ 的双键 ， ２。 并调整配合间隙 ， 确保滑动顺利 。 （） ３ 弹性联轴器原使用的橡胶棒为普通橡胶 ， 生产 中极易被 切断， 为此将橡胶棒改为夹布橡胶。
- 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)。
锅炉高温腐蚀及防止措
施
集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
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℃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。
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SO2化合,
也产生自由硫原子:2H2S+SO2→2H2O+3[S]。自由硫原子与约350℃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SO3,生成焦硫酸盐,如Na2S2O7和
K2S2O7。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Fe2O3更容易发生反应,生成低熔点的复合硫酸
盐:3Na2SO4+Fe2O3+3SO3→2Na3Fe(SO4)3,3K2SO4+Fe2O3+
3SO3→2K3Fe(SO4)3,当温度在550℃~700℃时,复合硫酸盐处于融化
状态,将管壁表面的Fe2O3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Hcl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SO2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]腐蚀煤粉在燃烧过程
中也会产生一定量的原子硫,其在350～400℃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℃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,剥裂甚至
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
匀分布;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
采用低氧燃烧,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。