|
鍋爐高溫腐蝕及防止措施
（作者未知） 2010/6/25
摘 要:鍋爐的高溫腐蝕對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行危害極大,文章對(duì)產(chǎn)生鍋爐高溫腐蝕的幾種主要原因進(jìn)行了分析和探討,提出一些防止鍋爐高溫腐蝕的措施,以求對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有所裨益。
關(guān)鍵詞:鍋爐;高溫腐蝕;措施
Abstract:High temperature corrosion of boiler boiler safe and economic operation of the extremely harmful, the article on high temperature corrosion of boiler produced several of the main reasons for the analysis and discussion of some of the prevention measures in high temperature corrosion of boiler, the boiler in order to be safe and economic operation benefit.
Key words:boiler;high temperature corrosion;measures
鍋爐的高溫腐蝕主要發(fā)生在燃用高硫煤的鍋爐水冷壁管和過(guò)熱器管束上。鍋爐運(yùn)行時(shí)在煙溫大于700℃的區(qū)域內(nèi),在高溫高壓條件下受熱面與含有高硫的腐蝕性燃料和高溫?zé)煔饨佑|,極易發(fā)生高溫腐蝕。高壓鍋爐水冷壁管的硫腐蝕主要是由于煤粉中的黃鐵礦(FeS2)燃燒受熱,分解出自由的硫原子,產(chǎn)生腐蝕。通常高壓鍋爐水冷壁管向火側(cè)的正面腐蝕最快,減薄得最多,若發(fā)生爆管都在管子的正面爆開(kāi),管子的側(cè)面減薄得較少,而管子背火側(cè)幾乎不減薄,這種腐蝕給鍋爐水冷壁管造成很大威脅,嚴(yán)重時(shí),往往幾個(gè)月就得更換部分管段,給鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)很大危害。而鍋爐過(guò)熱器管的高溫腐蝕主要是由于液態(tài)的灰黏結(jié)在過(guò)熱器管壁上而引起腐蝕。
1 高溫腐蝕的主要原因
1.1 燃燒不良和火焰沖刷
持續(xù)燃燒不良和脈動(dòng)火焰沖擊爐墻時(shí),導(dǎo)致燃燒不完全,在燃燒器區(qū)域附近的火焰中心處,當(dāng)未燃盡的焰流沖刷水冷壁管時(shí),由于煤粉具有一定的棱角,煤粉對(duì)管壁有很大的磨損作用,這種磨損將加速水冷壁保護(hù)層的破壞,在管壁的外露區(qū)段,磨損破壞了由腐蝕產(chǎn)物形成的不太堅(jiān)固的保護(hù)膜,煙氣介質(zhì)便急劇地與純金屬發(fā)生反應(yīng),這種腐蝕和磨損相結(jié)合的過(guò)程,大大加劇了金屬管子的損害過(guò)程。
1.2 燃料和積灰沉積物中的腐蝕成分
燃用含硫量高的煤粉時(shí),煤粉中的黃鐵礦(FeS2)燃燒受熱,分解出自由的硫原子:FeS2→FeS+[S],而煙氣中存在的一定濃度的H2S與SO2化合,也產(chǎn)生自由硫原子:2H2S+SO2→2H2O+3[S]。自由硫原子與約350℃溫度的水冷壁管相遇,發(fā)生反應(yīng):Fe+[S]→FeS,3FeS+5O2→Fe3O4+3SO2,產(chǎn)生腐蝕。
其次,燃料中的硫及堿性物會(huì)在爐內(nèi)高溫下反應(yīng)生成硫酸鹽,當(dāng)這些硫酸鹽沉積到受熱面上后會(huì)再吸收SO3,生成焦硫酸鹽,如Na2S2O7和K2S2O7。焦硫酸鹽的熔點(diǎn)很低,在通常的鍋爐受熱面壁溫下呈熔融狀態(tài),與Fe2O3更容易發(fā)生反應(yīng),生成低熔點(diǎn)的復(fù)合硫酸鹽:3Na2SO4+Fe2O3+3SO3→2Na3Fe(SO4)3,3K2SO4+Fe2O3+
3SO3→2K3Fe(SO4)3,當(dāng)溫度在550℃~700℃時(shí),復(fù)合硫酸鹽處于融化狀態(tài),將管壁表面的Fe2O3氧化保護(hù)膜破壞,繼續(xù)和管子金屬發(fā)生反應(yīng),造成過(guò)熱器管的腐蝕。
另外,燃料中含有氯化物也是使?fàn)t管損耗的一個(gè)重要原因。它們與煙氣中的水、硫化氫等反應(yīng)生成硫酸鹽和Hcl氣體,由于Hcl的存在可以使金屬表面的保護(hù)膜遭到破壞,從而加大對(duì)管壁的腐蝕。燃料中含氯量增加,對(duì)金屬的腐蝕速率也隨之增加。當(dāng)灰中含氯低于0.2%時(shí),不致產(chǎn)生明顯的腐蝕;當(dāng)含氯量達(dá)到0.6%時(shí),將造成高的腐蝕率。
1.3 還原性氣氛
鍋爐的高溫腐蝕和還原性氣氛的存在有著密切相關(guān)的關(guān)系,CO濃度大的地方腐蝕就大。某些部位的空氣不足,使煤粉燃燒的過(guò)程拖長(zhǎng),未燃盡的煤粉在爐管附近分離,使碳和硫聚集在邊界層中,未燃盡碳進(jìn)一步燃燒時(shí)又形成局部缺氧,使水冷壁附近的煙氣處于還原性氣氛。由于缺氧,硫的完全燃燒和SO2的形成發(fā)生困難,H2S便與受熱面金屬發(fā)生直接反應(yīng),因H2S是還原性介質(zhì),比氧化性介質(zhì)更具有腐蝕性,H2S的濃度越高,受熱面溫度越高,腐蝕速度越快,同時(shí)還原性氣氛導(dǎo)致了灰熔點(diǎn)溫度的下降和灰沉積物過(guò)程加快,從而導(dǎo)致受熱面管子的腐蝕。
2 防止高溫腐蝕的措施 （未完，下一頁(yè)）
|