电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀浅析
浅析锅炉水冷壁高温腐蚀的原因及预防
摘要:随着对环保要求的日益提高以及煤粉锅炉向大容量高参数发展,电厂燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀现象的发生日趋频繁,有的甚至已经影响到锅炉运行的安全性与经济性。作者系统地论述了水冷壁高温腐蚀的类型以及形成机理,分析了影响高温腐蚀的各种因素,为解决煤粉煤炉水冷壁高温腐蚀提供了一定的理论依据。
3.5运行中的调整方法
可以采取加过剩空气系数、增加多台磨煤机联合在不同时段投送、空预器堵漏和避免堵灰、减小煤粉颗粒度等措施。
参考文献
[1]李刚,李锡孝,魏铜生,等.1025t/h锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及解决措施[J].热力发电,2016(1):123-125.
[2]韩奎华,路春美,李官鹏,等.大型锅炉水冷壁防腐现状与防腐措施探讨[J].电站系统工程,2014,20(2):37-39.
3.3更换水冷壁管材质,采用渗铝管
更换材质,提高水冷壁本身材质的耐腐性能也是一条行之有效的方法。根据在其他厂的使用情况,渗铝管在大多数电厂的水冷壁管起到良好的耐腐蚀作用,累计运行达50000h以上,未发生腐蚀减薄。
3.4增加侧边风技术
增加侧边风的目的是使水冷壁高温腐蚀区域的还原性气氛发生改变并增加一定范围内的含氧量。具体做法是在高温腐蚀区域的水冷壁上安装喷口,向炉膛内增加空气流通量。侧风技术对防止水冷壁产生高温腐蚀现象十分有效措施。这种做法对锅炉的全部燃烧过程没有任何影响,并且由于二次风的分级大大地减小了氮氧化物的产生。
2、高温腐蚀形成的原因
2.1使用的煤粉中硫的含量过高
有数据显示,我国生产的煤其中的硫大概有60%~70%是无机硫,其余的30%~40%是有机硫。在占据有大比例的无机硫中,大部分是黄铁矿硫,剩余的一小部分为硫酸铁硫。众所周知,对结渣和高温腐蚀影响最大的就是黄铁矿,这点已经得到了同行业的关注。所以,对入炉的煤粉进行硫及其各种形态硫的测定就显得尤为重要了。
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的水冷壁是一个重要的部件,它承受着高温和高压的环境,长时间运行后容易出现高温腐蚀的问题。
本文将介绍火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀及防护措施。
高温腐蚀是指在高温环境下金属表面与气体、氧化物或化学腐蚀介质接触时的化学反应,导致金属表面受损。
高温腐蚀主要有三种类型:氧化腐蚀、热腐蚀和氯腐蚀。
首先是氧化腐蚀,锅炉在燃烧过程中会产生大量的氧气,当氧气与金属壁面接触时,会发生氧化反应,形成金属的氧化物。
氧化腐蚀主要发生在金属表面温度较高的部分,如燃烧室内的水冷壁。
氧化腐蚀会造成金属表面的脱蚀、颗粒剥落和孔洞形成,降低水冷壁的强度和安全性。
最后是氯腐蚀,它是指金属表面与含氯化物的腐蚀介质接触时发生的化学反应。
氯腐蚀主要发生在锅炉燃烧过程中,燃料和燃烧空气中的氯化物会随着烟气进入水冷壁的金属管道,与金属表面发生氯化反应,导致腐蚀介质的浓度升高,加速水冷壁的腐蚀速率。
为了防止水冷壁的高温腐蚀问题,火电厂采取了一系列的防护措施。
首先是使用耐蚀材料,如铬镍合金或不锈钢等。
这些材料具有较好的抗腐蚀性能,能够在高温和腐蚀介质的条件下保持良好的耐久性。
其次是烟气净化技术的改进,通过控制燃料中的硫含量和燃烧过程中排放的气体中的氯含量,减少腐蚀介质对水冷壁的侵蚀。
火电厂还可以采用气体脱硫和烟气脱碱等方法降低腐蚀介质的浓度。
还可以采用物理防护措施,如在水冷壁表面涂层保护剂和隔热层,减少高温和腐蚀介质对金属表面的接触。
火电厂还可以定期对水冷壁进行维护和检修,及时修复腐蚀损伤,延长设备的使用寿命。
火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀是一个需要重视的问题,但通过合理的材料选择、燃烧控制和防护措施,可以有效减少腐蚀的发生,提高设备的可靠性和安全性。
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是一种高效、节能的发电设备,但是在运行过程中,锅炉水冷壁会受到高温腐蚀的影响,降低了锅炉的运行效率和寿命。
本文将对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因进行分析,并提出改造措施。
1. 高温烟气腐蚀:超临界锅炉的烟气温度较高,使得烟气中的酸性物质(尤其是SOx 和Cl-)对水冷壁产生腐蚀作用。
当烟气内的酸性物质与水冷壁表面的水蒸气接触时,会发生气—液两相间的化学反应,产生酸性溶液并对水冷壁表面进行腐蚀。
2. 氧化腐蚀:锅炉水冷壁内部存在着氧气,当水冷壁内部的金属表面与氧气接触时,会发生氧化反应,使金属表面产生氧化物。
氧化物的形成会导致水冷壁金属的腐蚀,在高温和高压的环境下,氧化物会与金属内部形成一个保护膜,阻碍了金属的继续腐蚀,但是当膜层破裂时,金属表面又会重新暴露在氧气中,导致腐蚀加剧。
3. 热应力腐蚀:循环水由于运行中的温度和压力变化,使得水冷壁受到热应力的影响,从而产生应力腐蚀。
热应力腐蚀会导致水冷壁金属的晶粒形状发生变化,表面出现裂纹或剥落,进而加剧了水冷壁的腐蚀。
1. 酸洗处理:定期对水冷壁进行酸洗处理,清除表面的铁锈和氧化物,恢复金属表面的光洁度,降低腐蚀的可能性。
2. 材料改进:选用耐蚀性能较好的材料,如抗氧化、耐高温、耐酸性等特性的材料,改善水冷壁的抗腐蚀能力。
3. 防腐涂层:在水冷壁表面涂覆一层耐高温、耐腐蚀性能好的保护层,形成一层保护膜,防止水冷壁表面与高温烟气接触,降低腐蚀的风险。
4. 水质控制:控制锅炉循环水的水质,减少酸碱物质的含量,降低水冷壁的腐蚀速率。
5. 过量空气控制:控制锅炉的燃料供给和排烟系统,避免烟气中含有过多的酸性物质,减少水冷壁的酸蚀。
通过采取上述改造措施,可以有效地降低超临界锅炉水冷壁的高温腐蚀现象,延长锅炉的使用寿命,提高运行效率。
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供应电力的主要装备,其正常运行与维护对于电力行业至关重要。
而锅炉的水冷壁是其重要的结构部分,它承受着锅炉内高温高压、强腐蚀性气体和化学物质的侵蚀,一旦发生故障将会危及锅炉及整个电厂的安全。
因此,如何有效地防护锅炉水冷壁从而保证其长期稳定安全运行,一直是锅炉技术工作者及研究者需要深入探讨的问题。
1. 高温腐蚀机理高温腐蚀是指在高温(>500℃)高压下的金属与环境气体中发生的氧化、硫化、酸化、盐辉等反应。
对于火电厂锅炉水冷壁,其高温腐蚀主要分为三类:氧化腐蚀、硫化腐蚀和盐辉腐蚀。
(1)氧化腐蚀锅炉内氧化气体会与水冷壁表面的金属发生反应,形成金属氧化物产物。
金属氧化物膜密封性差,会使得金属表面不断被氧化,形成更多的氧化物。
氧化腐蚀会导致水冷壁表面变薄,疏松、孔洞、开裂等现象,进而影响水冷壁的机械强度和冷却效果。
(2)硫化腐蚀当锅炉燃烧含硫燃料时,燃料中的硫得不到完全燃烧,就会形成硫化物。
硫化物与水冷壁表面的金属反应,形成硫化物和硫化氢。
硫化腐蚀会使水冷壁表面形成硫酸盐产物,加速水冷壁的腐蚀。
同时产生的氢氧化物,与水冷壁上的钠、钾离子结合形成高温颗粒,风冷管道中的高温颗粒对锅炉腐蚀性极大。
(3)盐辉腐蚀盐辉腐蚀主要是指锅炉中氯、氧和水蒸气形成氧化物时,产生的氯化物和氢氧化物,随着水蒸气进入水冷壁表面,遇到高温部位会被分解生成氯化氢和氧化铁,并形成毒性腐蚀性很强的酸性环境,形成盐辉腐蚀。
2. 防护技术措施针对锅炉水冷壁高温腐蚀,目前有以下技术措施可供选择。
(1)金属材料选择提高材料抗腐蚀性能是有效的防腐技术。
一般情况下,Cr、Mo等合金元素能够增强金属材料的耐点蚀性、进一步提高耐氧化性和耐腐蚀性能,而镍、钴等合金元素则能够增加材料的耐腐蚀性。
(2)防锈涂层针对氧化腐蚀,涂覆高温耐蚀涂层是防护措施之一。
涂层材料应具有良好的耐高温性和耐腐蚀性能,且对稳定性好。
目前研究的高温耐蚀涂层材料主要包括:高铝氧化物涂层、高温硅酸盐涂层等。
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。
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是一种重要的锅炉构件,主要用于吸收锅炉燃烧烟气中的热量,并将其传递给锅炉水循环系统。
由于工作环境的恶劣以及高温烟气的冲刷,水冷壁容易出现高温腐蚀。
本文将对火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护进行详细介绍。
一、高温腐蚀的原因及分类高温腐蚀是指在高温下,金属表面与气体、液体或固体的反应,导致金属表面的化学腐蚀。
在火电厂锅炉中,高温腐蚀主要由以下几个方面引起:(1)硫酸性腐蚀:燃烧烟气中的硫氧化物与水蒸气反应生成硫酸,硫酸与钢材表面发生反应,形成铁硫酸盐,从而导致高温腐蚀。
(2)氯化物腐蚀:燃烧烟气中的氯化物(如氯化钠、氯化钾等)会在高温下与钢材发生反应,形成氯化物腐蚀产物,导致水冷壁的腐蚀破坏。
根据腐蚀产物与金属表面的附着性,高温腐蚀可以分为两种类型:干式腐蚀和湿式腐蚀。
(1)干式腐蚀:干式腐蚀是指腐蚀介质中没有液态水存在的腐蚀。
干式腐蚀主要由酸性气体引起,如SO2、NOx等,其腐蚀产物多为氧化物。
干式腐蚀对于锅炉水冷壁的腐蚀速度较快,腐蚀区域多在锅炉上部。
二、高温腐蚀的防护方法为了保护锅炉水冷壁免受高温腐蚀的侵害,需要采取有效的防护措施。
以下是一些常用的高温腐蚀防护方法:2.1 材料选择在锅炉水冷壁的材料选择上,应选择抗高温腐蚀的合金钢或不锈钢。
合金钢具有良好的耐高温性能和抗腐蚀性能,可以在高温环境下长时间使用而不受腐蚀;不锈钢具有更高的耐腐蚀性能,适用于一些更加恶劣环境下的锅炉。
2.2 高温涂层高温涂层是一种常用的高温腐蚀防护方法。
涂层可以形成一层保护膜,隔离金属表面和腐蚀介质的接触,从而起到防护的作用。
常用的高温涂层材料有硅酸盐、氧化铝、碳化硅等。
通过涂层的选择和设计,可以提高锅炉水冷壁的耐腐蚀性能。
2.3 化学清洗定期进行化学清洗可以清除水冷壁表面的腐蚀产物和污垢,保持水冷壁良好的热传导性能,从而减少高温腐蚀的发生。
清洗剂的选择和清洗方法的优化是确保清洗效果的关键。
锅炉水冷壁高温腐蚀特征现象
锅炉水冷壁高温腐蚀特征现象
锅炉水冷壁高温腐蚀是指在锅炉运行过程中,由于高温和腐蚀性介质的作用,导致水冷壁表面发生腐蚀现象。
其特征现象包括:
1. 壁面剥落:高温腐蚀会使水冷壁表面的保护层受损,导致壁材逐渐剥落,形成小块或大块的剥落物。
2. 磨损和凹坑:高温腐蚀会使水冷壁表面产生磨损和凹坑,使壁面失去光滑度,增加壁面的摩擦阻力。
3. 氧化和锈蚀:高温腐蚀会引发水冷壁表面的氧化和锈蚀现象,使壁面呈现红锈或黑锈。
4. 氧化层厚度增加:高温腐蚀会导致水冷壁表面的氧化层厚度增加,使热传导变差,影响锅炉的热效率。
5. 堵塞管道:高温腐蚀产生的剥落物可能会堵塞水冷壁管道,影响冷却水的循环,进而导致锅炉的运行问题。
6. 渗漏和泄露:高温腐蚀会使水冷壁表面的腐蚀性介质渗透到壁材内部,导致管道漏水或泄露,严重时可能引发事故。
这些特征现象都会降低锅炉的运行效率和安全性,因此对于锅炉水冷壁的高温腐蚀要及时进行监测和防治。
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。
锅炉高温腐蚀浅谈
锅炉高温腐蚀浅谈燃煤电站锅炉的水冷壁、过热器、再热器等高温受热面,常常因高温氧化、腐蚀而早期失效。
随着大容量、高参数锅炉的应用,这种高温腐蚀现象更加明显,并且严重影响了电厂的安全运行,是造成机组非正常停机的一个重要因素。
1 高温腐蚀产生的一般机理水冷壁烟气侧高温腐蚀的过程比较复杂,目前一般认为高温腐蚀的发生与下列因素有关:燃煤含硫量高;含有可燃物的煤粉火焰直接冲刷壁面;水冷壁经常处于还原性气氛中等。
煤的含硫量高时,水冷壁外部沉积物的化学构成易于促成高温腐蚀的发生。
如果水冷壁管壁外部经常遭受含有大量未燃尽煤粉火焰的冲刷,使硫化亚铁(FeS2)随煤粉颗粒或灰份粘附在管壁上,经炉内催化形成的原子S和SO3会使水冷壁产生高温腐蚀;在缺氧的情况下如果水冷壁面附近的还原性气体H2S和CO的含量较高时,也会使水冷壁产生高温腐蚀。
据研究表明,在还原性气氛下,烟气中H2S的浓度大于0.01%时,会对钢材产生强烈的腐蚀作用,特别是在300℃~500℃范围内,其腐蚀性最强。
2 防止发生高温腐蚀的措施针对燃用煤质中含硫量较高的特点,采取了具有针对性的措施,以防止锅炉发生高温腐蚀、避免在炉膛高温区域出现火焰贴壁和还原性气氛:1)防止水冷壁发生高温腐蚀措施a.合理选取热力参数和炉膛结构参数,炉膛出口温度适当。
选取合理的边排燃烧器到侧水冷壁距离,下排燃烧器到冷灰斗拐点距离,可避免火焰直接冲刷水冷壁,防止炉膛水冷壁结渣和产生高温腐蚀。
选取合适的上排燃烧器至屏底距离,控制屏底烟温在较低水平,避免管屏高温腐蚀。
b.合理选择优化内螺纹管的参数,能增强工质侧的传热,降低水冷壁管表面温度水平,防止高温腐蚀发生。
c.燃烬风采用优化的双气流结构和布置形式,燃烬风风口包含两股气流:中央部位的气流是非旋转的气流,它直接穿透进入炉膛中心,补充燃烬所需空气;边部风口采用旋转气流,在水冷壁面形成氧化性气氛,有效防止煤粉粒子冲刷水冷壁。
同时,燃烬风口的布置最优化的布置形式,使燃烬风沿炉宽方向覆盖了整个一次风,防止出现煤粉颗粒逃逸现象,可有效防止燃烧器区域靠近两侧墙处产生高温腐蚀。
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。
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发布时间:2021-06-25T10:41:53.970Z 来源:《中国电业》2021年3月7期作者:张吉利高志佳[导读] 火力发电厂使用可燃材料作为燃料来产生电能张吉利高志佳京能(锡林郭勒)发电有限公司内蒙古锡林浩特 026000摘要:火力发电厂使用可燃材料作为燃料来产生电能。
在燃烧过程中,热水将产生蒸汽,燃料中的化学能将转化为热能。
在蒸汽压力下,涡轮将旋转,然后将热能转换为机械能。
蒸汽轮机带动发电机旋转,最终将机械能转化为电能。
锅炉水冷壁的高温腐蚀是热电厂的普遍问题。
许多火力发电厂的锅炉水冷壁具有不同程度的高温腐蚀,这也对火力发电厂的生产安全产生一定的影响。
因此,研究水冷壁的高温腐蚀并制定有效的防护策略具有重要意义。
关键词:火力发电厂;电厂锅炉水冷壁;高温腐蚀;保护对策引言随着社会发展的进一步加快,电力需求也迅速增长,大大增加了电力行业的生产负荷。
锅炉水冷壁的高温腐蚀是热电厂的普遍问题。
许多火力发电厂的锅炉水冷壁具有不同程度的高温腐蚀,这也对火力发电厂的生产安全产生一定的影响。
本文主要论述了火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀及其防护措施,阐述了水冷壁高温腐蚀的危害,类型,原理和原因,并对水的高温腐蚀提出了一些建议。
墙。
希望本文能够为解决火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀问题提供一些帮助。
1 水冷壁高温腐蚀的机理与条件在大型燃煤锅炉中,根据原因,高温腐蚀的类型主要分为硫酸盐型,氯化物型和硫化物型。
高温受热面主要为硫酸盐型,燃烧器附近的高温区为氯化物型。
硫化型是其他部分的主要水冷壁管。
一般来说,水冷壁的高温腐蚀是这三种腐蚀相互作用的结果。
2 高温对水壁腐蚀的危害 2.1 管道易发生爆裂事故在锅炉燃烧过程中,煤燃烧产生的大量灰分进入水冷壁管,割断了管壁表面,降低了管壁的厚度和强度。
一旦水冷壁受到高温的影响,它就有爆裂的高风险,从而严重降低了热电厂发电的安全性。
此外,如果发生爆管事故,必须关闭锅炉进行紧急维修,这将增加火力发电厂的生产成本,并对火力发电厂的生产进度产生负面影响。
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的水冷壁位于锅炉燃烧区域,其主要作用是吸收燃烧产生的高温烟气的热量,将水蒸汽加热为高温高压蒸汽,进一步提高锅炉的热效率。
高温高压蒸汽会对水冷壁材料产生腐蚀作用,严重影响锅炉的安全运行和寿命。
本文将就超临界锅炉水冷壁高温腐蚀的原因进行分析,并提出改造措施。
1. 烟气中的高温腐蚀物质:烟气中的硫、氧和氯等物质会与水冷壁材料形成酸性物质,从而引起腐蚀。
特别是硫酸和硫酸盐,其腐蚀性非常强。
2. 烟气的流动状态:烟气在水冷壁表面的流动速度和流动状态直接影响腐蚀的程度。
流速过慢会使高温的烟气停留在水冷壁表面,增加了腐蚀的可能性;而流速过快则会带走水冷壁表面的腐蚀产物,减轻腐蚀的程度。
3. 材料的选择和热处理:水冷壁材料的选择和热处理过程对抗高温腐蚀非常重要。
合适的材料应具有较高的抗高温腐蚀性、耐热强度和粘结强度。
1. 提高水冷壁材料的抗高温腐蚀性:选择适合超临界锅炉工作条件下的抗腐蚀材料,如Cr-Mo合金钢、不锈钢等,可以有效提高水冷壁的抗高温腐蚀能力。
2. 改善烟气的流动状态:通过优化锅炉的设计结构和烟气流动分布,使烟气在水冷壁表面的流速和流向均匀稳定,避免烟气的滞留和侵蚀。
3. 定期检测和清洗水冷壁表面:定期检测水冷壁表面的腐蚀情况,对于有腐蚀现象的部位及时清洗,并采取预防措施,如对水冷壁表面进行保护层覆盖等,以延长水冷壁的使用寿命。
4. 烟气脱硫和除尘措施:加装烟气脱硫和除尘设备,减少烟气中的硫和颗粒物含量,从根本上降低了烟气中对水冷壁的腐蚀作用。
超临界锅炉水冷壁的高温腐蚀问题是影响其安全运行和寿命的重要因素。
通过选择合适的材料、改善烟气流动状态、定期检测和清洗水冷壁表面以及加装烟气脱硫和除尘设备等措施,可以有效解决高温腐蚀问题,提高超临界锅炉的运行安全性和经济性。
锅炉水冷壁高温腐蚀原因及预防措施
锅炉水冷壁高温腐蚀原因及预防措施Credit is the best character, there is no one, so people should look at their character first.水冷壁高温腐蚀的原因分析及预防措施我厂#2炉在本次B级检修中发现水冷壁存在高温腐蚀现象;高温腐蚀区域大约在D层燃烧器与层燃烧器之间;在这一区域水冷壁高温腐蚀后;壁厚明显减薄;最薄处仅有5mm; 因而强度降低;极易造成水冷壁爆管和泄漏;危及锅炉安全运行..针对水冷壁高温腐蚀问题;生产部、调度部、运行分场进行了多次分析和探讨;认为我厂水冷壁高温腐蚀的原因大致有以下几个原因:1、我厂燃煤为山西贫煤;该煤种含硫及硫化物较多;高含硫量使煤在燃烧中产生较多的腐蚀性物质;直接导致水冷壁的高温腐蚀..同时;由于近年来煤炭市场供求关系的转换;煤质难以得到保证;由于煤质较杂多变;运行中往往引起煤粉变相;着火点推迟;燃烧速度低等一系列问题..2、我厂锅炉为亚临界锅炉;饱和水温约为360 ℃;水泠壁温度可达400℃;在该条件下管壁被氧化;使受热面外表形成一层Fe2O3和极细的灰粒污染层;在高温火焰的作用下;灰分中的碱土金属氧化物Na2O、K2O升华;靠扩散作用到达管壁并冷凝在壁面上;与周围烟气中的S O3化合生成硫酸盐..管壁上的硫酸盐与飞灰中的Fe2O3及烟气中的S O3作用;生成复合硫酸盐;复合硫酸盐在550℃-710 ℃范围内呈液态;液态的复合硫酸盐对管壁有极强的腐蚀作用..3、我厂入炉煤粉长期偏向;造成煤粉直接冲刷水冷壁;在水冷壁附近区域造成还原性气氧;导致高温腐蚀..4、我厂为四角切圆燃烧锅炉..当一、二次风射流喷出燃烧器后由于受到上游邻角气流的挤压作用及左右两侧不同补气条件的影响;使气流向背火侧水冷壁偏转;此时刚性较弱的一次风射流将比二次风偏转更大的角度;从而使一、二次风分离..一、二次风的刚性相差越大;这种分离现象越明显..由于部分一次风射流偏离了二次风;煤粉在缺氧状态下燃烧;在射流下游水冷壁附近形成局部还原性气氛;从而引发高温腐蚀..我厂对水冷壁高温腐蚀问题十分重视;多次请教电研院专家并邀请来我厂进行考察分析指导;并于华北电力大学合作;针对水冷壁高温腐蚀问题进行了专题研究..专家认为用烟气中的O2含量来监测高温腐蚀存在一定的局限性..在低氧状态下;CO含量的高低反应了烟气还原性气氛的强弱;同时CO与H2S之间也存在直接关系..当近壁烟气中CO含量较低时如小于3%;可以认为烟气处于弱还原性或接近中性气氛状态;此时H2S的含量也相应较低;虽然氧量不足;但水冷壁发生高温腐蚀的可能性非常小;只有当近壁烟气中CO含量较高时;烟气处于强还原性气氛;同时存在大量的H2S等气体;才易造成水冷壁高温腐蚀..通过上述水冷壁形成高温腐蚀的原因分析;结合专家提出的建议;我们制定了以下预防水冷壁高温腐蚀的措施..1、控制煤粉细度R90控制在10~13%之间;防止煤粉过粗;以保证燃料在炉膛内及时燃尽;避免火焰直接冲刷水冷壁..2、一次风的控制方式:无论负荷高低;一次风速应控制在23~25米/秒;混合温度控制在210~230℃度之间;高负荷运行时;由于给粉量大;一次风压可适当提高到4.0~4.5kpa;以满足带负荷的需求;当负荷低于220MW时;应控制一次风压在3.5 ~4.0kpa;并尽量采用集中燃烧方式;以有利于低负荷稳燃;3、二次风速控制方式:正常运行二次风速应控制在35~45m/s;对应的二次风压在0.6~1.1kpa;根据负荷变化情况适当控制..但要特别注意低负荷运行时;二次风压最低不得低于0.8kpa;因为低于0.8kpa二次风速过低会造成火焰铁墙;产生高温腐蚀;4、过热器后氧量正常运行应控制在4~6%;高负荷运行时;在允许情况下尽量控制在4~5%;低负荷运行应适当控制到5~7%;5、当负荷低于190MW时;尽量少投火嘴;防止一次风粉浓度过低;风速过高;影响燃烧的稳定性..应采用集中燃烧方式;投用火嘴12~14只;关闭A、B层周界风;控制A、B层给粉机转速在450~550 rpm;一次风总风压为3500~3800Pa;二次风总风压为800~1000 Pa;7、过热器后氧量为5~7%;8、炉膛负压-100±50 Pa;9、二次风配风方式;AA为100%;根据情况;可关闭AB层二次风门;其它运行层二次风门开度为80~100%;停用层的火嘴应关闭相应的二次风门;10、合理控制给粉机转速;保持下粉的均匀性;发现给粉机自流;应及时减少给粉机转速;同时将自动切为手动;防止锅炉热量发生大幅度变化..11、如一次风管混合温度低于190℃时;需要将给粉机转速降到最低或停止给粉机进行吹管;应投油助燃..12、制粉系统运行:调整制粉系统在最佳出力下运行;维持磨煤机出口温度在90-100℃;低负荷时应尽量避免启停制粉系统..13、低负荷运行时;应特别加强炉膛负压的控制;在进行风量调整时;调节幅度不宜过大..14、正常运行;粉仓粉位必须保持在3.5米以上;以防给粉机自流..15、低负荷运行时;若发现煤质发生变化;影响燃烧的稳定性;应及时投油助燃;并汇报值长;申请提高负荷..。
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是一种常见的锅炉水冷壁结构,用于锅炉燃烧室的热交换。
由于超临界锅炉水冷壁处于高温高压的工作环境中,容易出现高温腐蚀问题。
本文将对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀的原因进行分析,并提出相应的改造措施。
1. 高温燃烧气体的腐蚀作用:在超临界锅炉燃烧室中,燃烧产生的高温燃烧气体中含有大量的氧气、二氧化硫和水蒸气等腐蚀性气体,这些气体会与水冷壁表面的金属发生反应,形成硫酸、硫酸铵等化学物质,导致水冷壁的腐蚀。
2. 燃烧产物的沉积:在超临界锅炉中,燃烧产生的灰尘和烟气中的固体颗粒物会沉降在水冷壁表面,形成一层灰尘沉积物。
这些沉积物会阻碍水冷壁和燃烧气体的热交换,同时还会吸附和固定腐蚀性气体和化学物质,加剧水冷壁的腐蚀。
3. 金属材料的选择和加工缺陷:超临界锅炉水冷壁需要具备良好的抗高温和抗腐蚀性能。
如果选用的金属材料不合适或者在加工过程中存在缺陷,会使水冷壁的抗腐蚀性能降低,使高温腐蚀问题更加严重。
1. 选用高抗腐蚀材料:合理选择具有良好抗腐蚀性能的金属材料,如镍基合金、不锈钢等,并进行认真的材料质量检测和评估。
可考虑使用涂层技术,在水冷壁表面形成一层陶瓷涂层,提高水冷壁的抗腐蚀性能。
2. 加强清洁和除尘:定期对超临界锅炉进行清洁和除尘,特别是对水冷壁表面的灰尘沉积物进行清除,以避免灰尘固化和腐蚀物质的积累。
可以采用高压水喷洗、冲击清洗等方法,将水冷壁表面的沉积物彻底清除。
3. 设计合理的排污系统:超临界锅炉水冷壁的排污系统应设计合理,确保污水能够及时和彻底地排出。
排污系统应包括足够的污水处理设备和排污管道,以及严格的排污管理措施,确保腐蚀物质不会在系统内堆积和循环。
4. 加强检测和维护:定期对超临界锅炉水冷壁进行检测和维护,及时发现和修复存在的问题。
可以采用超声波、磁力检测等无损检测技术,对水冷壁的腐蚀和磨损情况进行监测和评估,及时采取相应的维修措施,延长水冷壁的使用寿命。
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在大型火电厂中,锅炉是发电过程中不可或缺的重要设备,也是消耗能源和排放污染物的主要源头。
在锅炉的燃烧室内,高温和高压的水蒸气会不断地对锅炉内壁材料产生腐蚀作用,使其表面变得粗糙、疏松,其耐用性和使用寿命受到影响。
锅炉水冷壁是锅炉内壁的一种重要结构,主要用于吸收锅炉内的热量,并将其传递给水。
水冷壁的材料通常采用碳钢、合金钢等材料,具有优异的抗压强度和耐高温性能。
然而在高温、高压以及水流扰动等因素的影响下,水冷壁表面易产生腐蚀、磨损等问题,对其进行有效的防护显得非常重要。
针对水冷壁高温腐蚀和防护,下面分别进行探讨。
1. 高温氧化腐蚀高温氧化腐蚀是锅炉水冷壁遭受最严重的腐蚀形式之一,主要是由于高温下金属表面与氧气的反应导致的。
在高温、高氧气环境中,金属表面的氧化物产生分解,同时还可能受到高温气体、水蒸气等环境的腐蚀作用。
2. 熔蚀腐蚀熔蚀腐蚀是由于高温气体和液态碱性物质腐蚀金属表面导致的。
这种形式的腐蚀通常发生在火电厂燃料的灰渣中,灰渣含有碱性物质,容易引起水冷壁表面的腐蚀。
低温腐蚀是由水冷壁内部的硫化物、氯化物等化学物质沉积在金属表面,并加速产生化学反应导致的。
这种腐蚀方式通常发生在锅炉的低温区域,如烟道、除尘器等部分。
二、锅炉水冷壁防护措施1. 材料选择为了提高水冷壁的耐腐蚀性能,我们需要选择一种稳定且高温下具有良好耐腐蚀特性的材料。
一些金属合金材料的添加,如铬、钼、钛等,都能够增强水冷壁的耐腐蚀性能,降低腐蚀速率。
2. 表面涂层涂层是一种常用的防护方法,能够有效地降低水冷壁的腐蚀速率。
一种常用的涂层材料是氧化铝,它可以在高温条件下形成一层保护涂层,有效地抵御水冷壁表面的腐蚀。
3. 清洗和维护长期的高温和高压环境下,水冷壁会不可避免地产生一定的腐蚀和损伤。
因此,定期对水冷壁进行清洗和维护非常重要,以保持其良好状态和延长其使用寿命。
4. 设计优化锅炉水冷壁的设计也是防止腐蚀的重要手段之一。
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锅炉水冷壁高温腐蚀是火电厂比较常见的问题,许多火电站都存在不同程度的锅炉水冷壁高温腐蚀情况,这给电厂安全生产也带来了一定影响。
本文主要是对火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及其防护措施的探究,详细阐述了水冷壁高温腐蚀的危害、腐蚀类型及其机理、腐蚀原因,进而就水冷壁高温腐蚀的防护提出几条建议,希望通过本文能为火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀问题解决提供一些助益。
关键词:火电厂;锅炉水冷壁;高温腐蚀;防护对策1水冷壁高温腐蚀的危害1.1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,为火电厂的生产埋下安全隐患。
1.2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,锅炉就要停止运行进行抢修,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。
2水冷壁高温腐蚀的类型与机理从物相角度来讲,钢材质的锅炉水冷壁可分为金属基体层、含有磁性氧化铁保护氧化膜的氧化层以及由初始积灰层和飞灰沉积层构成的附着层。
其中,致腐物质决定了高温腐蚀的类型,附着层的物理化学性质决定了水冷壁高温腐蚀的过程。
2.1氯化物型高温腐蚀煤燃烧过程中,大多数的氯化钠会随之蒸发,发生反应生成HCl,该物质会损坏水冷壁管受热面的氧化膜,生成很容易挥发的氯化亚铁,一旦氯化亚铁挥发,水冷壁管的金属基体层就会暴露出来,为HCI腐蚀管壁提供了便利。
同时,由于氧化层中氧化膜被破坏,会使管壁金属的耐腐蚀性降低。
2.2硫酸盐型高温腐蚀当水冷壁温度在310℃-420℃时,管壁表面存在Fe2O3层是正常的,但燃烧产生的Na2O与K20这两种氧化物会在管壁上凝结,并与烟气中的SO3,产生反应生成有粘性的M2SO4;由于该物质可通过捕集灰粒并将其粘结的方式形成灰层,因而会在灰外面形成灰渣层;烟气中的SO2则会在灰层内发生反应生成2MFe(SO4)的复合硫酸盐,当形成的灰渣层脱落时,会再度生成新的Fe2O3层。
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是锅炉主要部件之一,其工作环境非常苛刻,经常受到高温、高压、高速冲击、气态腐蚀、烟气侵蚀等多种因素的影响。
在长期的运行过程中,水冷壁表面容易发生高温腐蚀,严重影响了锅炉的安全运行和寿命。
加强对火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护的研究和实践是非常必要的。
1.烟气组成锅炉烟气中存在大量的水蒸气、二氧化碳、二氧化硫、氯化物等腐蚀性气体,这些气体会在水冷壁表面和管内形成腐蚀性的介质,导致水冷壁高温腐蚀。
2.金属材料锅炉水冷壁主要由碳钢、合金钢等金属材料构成,这些金属材料在高温下会与烟气中的气体发生化学反应,从而产生腐蚀。
3.高温锅炉水冷壁工作温度高,长期高温作用下,金属材料容易发生高温氧化和腐蚀现象。
4.运行条件锅炉水冷壁长期工作在高温、高压、高速冲击等恶劣条件下,易受到机械性磨损和侵蚀。
1.氧化腐蚀由于水冷壁长时间处于高温状态,金属材料与气体中的氧发生氧化反应,形成金属氧化物,导致水冷壁表面产生氧化腐蚀。
2.硫酸腐蚀锅炉烟气中含有硫氧化物,与水冷壁金属表面的氧化物反应形成硫酸,引起水冷壁的腐蚀。
1.选用合适的材料在水冷壁的材料选择上,应该选用能够抗高温、抗腐蚀的合金材料,以提高水冷壁的抗腐蚀能力。
2.表面涂层保护在水冷壁表面进行一定的表面涂层,能够有效减少水冷壁的腐蚀。
3.气相腐蚀防护在水冷壁表面和管内形成保护膜,起到减少金属与腐蚀性气体接触的作用,可以有效减少气态腐蚀。
5.监测和维护对水冷壁的腐蚀情况进行定期监测和维护,及时发现腐蚀问题并采取相应的措施修复,延长水冷壁的使用寿命。
随着锅炉使用环境的日益苛刻,高温腐蚀的防护技术也在不断改进和完善。
未来,水冷壁高温腐蚀防护将朝着以下方向发展:1.多层复合材料开发新型的多层复合材料涂层,提高水冷壁的抗腐蚀能力。
2.化学涂层技术引入新的化学涂层技术,形成更稳定、更耐高温的保护膜,增强水冷壁的抗腐蚀性能。
5.智能化维护推行智能化维护模式,建立完善的水冷壁维护体系,通过智能化技术手段,延长水冷壁的使用寿命,降低维护成本。
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锅炉是火电厂的核心设备之一,它的安全运行直接关系到电力生产。
锅炉水冷壁是锅炉的重要组成部分,在锅炉的燃烧室内承受着高温和高压的气体。
由于长时间的高温作用和强烈的热辐射,锅炉水冷壁容易受到高温腐蚀的侵蚀。
因此,对高温腐蚀现象的形成机理和防护措施进行深入研究,具有重要意义。
一、高温腐蚀的形成机理锅炉水冷壁的高温腐蚀主要是指材料在高温环境下与燃料中存在的酸性物质或氧气反应而导致的化学反应。
这些化学反应使金属表面逐渐溶解和损坏,从而导致材料结构松散和抗腐蚀性能下降。
高温腐蚀主要分为以下几种类型:(a) 氧化腐蚀:在高温下,金属表面与氧气发生反应,产生一些稳定的氧化物。
这种氧化腐蚀是水冷壁材料在高温氧化环境下的主要腐蚀方式。
(b) 硫化腐蚀:由于燃料中的硫化氢等物质的存在,水冷壁材料表面与硫气反应而产生的硫化物。
(c) 氯化镁腐蚀:燃料中的盐分含量会导致水冷壁表面与氯离子形成氯化镁,从而引起高温腐蚀。
(d) 碱金属蒸汽腐蚀:高温下蒸发的碱性金属化合物可以沉积到水冷壁表面,使金属表面产生碱等环境,进而引起高温腐蚀。
(e) 蒸汽腐蚀:在锅炉水冷壁内表面上形成的碳酸盐、硫酸盐和氯盐等化合物,受到蒸汽的影响而分解产生酸性物质,进而引起高温腐蚀。
二、防护措施为了解决锅炉水冷壁高温腐蚀问题,需要采取一些有效的防护措施。
目前常用的防护方法有:(1)表面涂层防护通过在水冷壁表面涂覆一层能够承受高温高压的防护涂料来增强水冷壁的防腐蚀能力。
常见的涂层材料有耐高温的陶瓷涂层和耐腐蚀的种种金属涂层。
(2)复合材料防护通过复合材料的材料组合,形成具有防腐蚀特性的复合材料涂层。
复合材料可以大大提高水冷壁的耐高温性能和机械性能,从而有效地防止高温腐蚀。
(3)选择合适的金属材料选择具有较好的高温腐蚀抗性的金属材料是一种有效的防护方法。
如在烟气中含有大量氢氟酸或氯化物,选择镍合金作为水冷壁材料,就能够在很大程度上预防高温腐蚀。
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是锅炉中的重要组成部分,起到了冷却炉膛墙面和保护炉膛墙面的作用。
在高温和高压的工作环境中,水冷壁很容易受到高温腐蚀的侵蚀。
研究水冷壁的高温腐蚀机理和防护措施对于提高锅炉的寿命和安全运行具有重要意义。
火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀的主要机理有以下几种:1. 灰渣侵蚀:在燃烧过程中,燃料中的硫和氧反应生成SO2和SO3,这些气体与水蒸气反应生成硫酸,形成硫酸盐,附着在水冷壁表面。
硫酸盐的生成使得水冷壁表面酸性增加,导致金属表面被侵蚀。
2. 氯化物腐蚀:含有氯的燃料或燃料添加剂被燃烧后,水冷壁表面的金属与气体中的氯发生反应,生成氯化物。
氯化物具有很强的腐蚀性,会使得水冷壁表面产生浸蚀和腐蚀。
3. 氧化侵蚀:水冷壁受到高温气体的冲刷,表面金属被氧化,形成金属氧化物。
金属氧化物会附着在水冷壁表面形成氧化皮,降低金属的抗腐蚀性能。
为了有效防护水冷壁的高温腐蚀,可以采取以下几种防护措施:1. 选择合适的材料:为了增强水冷壁的抗腐蚀能力,可以选用耐腐蚀性能好的材料,如20G、12Cr1MoV等。
这些材料具有较高的抗高温腐蚀能力,能够有效延长水冷壁的使用寿命。
2. 表面保护:通过在水冷壁表面覆盖一层具有防腐蚀功能的材料,如陶瓷涂层、热浸镀锌层等,可以减弱高温气体对水冷壁的直接腐蚀作用。
3. 进一步减少燃烧产物:通过优化燃烧工艺和选用低硫煤等低气体腐蚀性的燃料,可以减少燃烧产生的硫酸盐和氯化物,从而降低对水冷壁的腐蚀作用。
4. 妥善清除灰渣:定期清除水冷壁表面的灰渣,防止其附着形成硫酸盐和氯化物,减轻水冷壁的腐蚀。
火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀及其防护是一个复杂的问题,需要综合考虑材料的选择、表面保护、燃烧工艺和灰渣清除等因素。
通过采取合适的防护措施,可以有效延长水冷壁的使用寿命,提高锅炉的寿命和安全运行。
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109电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀浅析
夏 威
(广东广州市火电工程总公司,广东广州 510000)
摘要:本文主要就锅炉水冷壁的高温腐蚀类型及机理、原因进行了简要的分析,并提出了一般性的
应对措施。
关键词:锅炉水冷壁;高温腐蚀;对策
电力生产是国民经济发展的强大动力,而火力发电占据了电力生产的重要部分。
锅炉作为火力发电厂的三大机组之一,其安全性和稳定性对电力生产的影响极大。
电站锅炉中的“四管”,即过热器管、再热器管、省煤器管和水冷壁管,由于积灰、腐蚀及磨损泄露爆管而引起的事故也是电厂生产中的主要隐患之一。
特别是水冷壁管,由于数量多、面积大,在燃用高硫质煤时,可能受到严重的高温腐蚀而影响机组的安全运行。
据1992年火电设备事故统计数据,当年锅炉事故占全部发电事故的35.3%,而锅炉四管爆管事故占到了全部锅炉事故的64.2%,其中水冷壁的占27.8%。
近年来,随着锅炉向大容量高参数方向的发展,锅炉水冷壁温度相应提高,锅炉水冷壁高温腐蚀现象越来越多,对锅炉机组的安全经济运行构成了严重的威胁。
因此研究高温腐蚀的机理和类型,分析高温腐蚀的原因,寻找预防和解决锅炉水冷壁高温腐蚀情况的对策是一项刻不容缓的任务。
1 锅炉水冷壁高温腐蚀类型及机理
高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程,其通常发生在锅炉水冷壁、过热器及再热器区域,以水冷壁区域最为常见。
水冷壁区域的高温腐蚀通常集中在燃烧器附近。
当水冷壁上有一定的结垢物,并且处在还原性气氛中,管壁温度相当高时,就会发生水冷壁管外腐蚀。
在燃煤锅炉中,主要有三种高温腐蚀类型:硫酸盐型、氯化物型及硫化物型,还有由还原性气氛引起的高温腐蚀。
水冷壁高温腐蚀通常是这几种腐蚀类型复合作用的结果。
1.1 硫酸盐型高温腐蚀机理
炉内高温作用使得一部分与氯结合的挥发性的钠与烟气中的SO3反应,生成Na2SO4,存在于非挥发性的铝硅酸盐中的K也可以通过与挥发的Na 发生置换反应释放出来,并与SO3化合生成K2SO4。
受热面上的熔融的Na2SO4可以吸收SO3并与Fe2O3等作用生成复合硫酸盐。
随着复合硫酸盐的沉积,其熔点会降低,表面温度会升高。
当升高到熔点,管壁表面的Fe2O3氧化物保护膜就会被复合硫酸盐破坏,使管壁被进一步腐蚀。
另外,附着层中的碱性焦硫酸盐由于熔点低,在正常壁温下也呈熔融状态,当它与Fe2O3反应时,会形成反应速度更快的熔盐型腐蚀。
1.2 氯化物型高温腐蚀机理
这类腐蚀主要是由于HCl气体对锅炉水冷壁管的作用,根源在于燃煤中的NaCl等含氯化合物。
在炉膛的高温环境下,熔点较低的NaCl很快蒸发形成NaCl蒸气,并易于与H2O、SO2、SO3等反应,生成Na2SO4及HCl气体。
在水冷壁上凝结的NaCl 在继续硫酸盐化的同时还生产HCl,使得沉积层中HCl浓度远大于烟气中的HCl浓度,使得Fe2O3氧化物保护膜被破坏,这种破坏在H2和CO等还原性气体存在的环境下更严重。
1.3 硫化物型高温腐蚀
这类腐蚀是由黄铁矿硫造成的,黄铁矿粉末随着未燃尽煤粉到达水冷壁管上,受热会释放出单原子硫和硫化亚铁,H2S、SO2也会释放出一定量的单原子硫。
当管壁温度达到350℃时,单原子硫在还原性烟气中会发生硫化作用生成硫化亚铁,同时H2S也会通过疏松的Fe2O3与致密的磁性氧化铁中的FeO反应生成硫化亚铁,并缓慢氧化生成Fe3O4,使管壁不断被腐蚀,影响锅炉的安全运行。
2010年第1期2010年1月
化学工程与装备
Chemical Engineering & Equipment
110 夏威:电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀浅析
2 锅炉水冷壁高温腐蚀的原因
水冷壁高温腐蚀的原因非常复杂。
总体来说,与炉膛火焰温度、燃煤的含硫量及烟气与灰分颗粒的冲蚀等有关。
有研究认为,影响水冷壁高温腐蚀的最主要因素是水冷壁附近的烟气成分和管壁温度。
参与高温腐蚀的主要是燃烧中产生的SO2、SO3、H2S、HCl、碱金属盐及钒盐等,是多种化学物在各温度下对管壁共同进行的复杂的动态腐蚀过程。
要确定大型锅炉炉内水冷壁是否发生了高温腐蚀,可以通过壁厚检查及运行时的壁面气氛试验来确定。
3 锅炉水冷壁高温腐蚀的应对措施
由于水冷壁高温腐蚀最主要的因素是其附近的烟气成分及管壁温度,一方面需要防止热力系统的腐蚀,另一方面要设法抑制腐蚀物质的产生,防止腐蚀条件形成。
例如,降低燃煤中的含硫量及设法抑制水冷壁壁面区域还原性气氛的产生等,都对预防和降低水冷壁高温腐蚀有一定的效果。
3.1 选用含硫量低的燃煤,并严格控制煤粉的粒度
选用含硫量低的燃煤对于缓解水冷壁腐蚀非常有效,但在我国的可行性较差。
当煤粉颗粒较大时,容易造成未燃烧颗粒对水冷壁的冲刷及贴壁燃烧,使得水冷壁磨损,并在壁面附近形成还原性气氛,从而引起高温腐蚀。
若严格控制煤粉粒度,可在一定程度上减缓高温腐蚀的发生。
3.2 控制供水品质
保障锅炉有较好的供水品质可以有效避免管内结垢、减少热阻,从而防止水冷壁管壁温度过高,以预防高温腐蚀的发生。
3.3 更换水冷壁管材质,采用渗铝管防腐蚀技术
渗铝管可以抗高温腐蚀,还能抗高温氧化及耐烟气中飞灰的冲刷磨损。
在很多电厂的使用实践证明,渗铝管确实能够减缓高温腐蚀,延长水冷壁管的安全运行寿命。
国内外应用较多的是20号碳钢渗铝管。
3.4 使用高温喷涂防腐防磨技术,在表面涂防蚀防蚀合金等物质
在水冷壁易发生腐蚀的区域喷刷防蚀涂料、喷涂防蚀耐磨合金,可有效预防水冷壁高温腐蚀。
国内早已广泛采用的铁铬铝合金丝及高铬镍合金丝的技术水平及成本都完全能满足预防水冷壁高温腐蚀的需要。
3.5 改造锅炉燃烧设备
这是普遍采用的一项措施,主要是通过改善锅炉燃烧的空气动力学工况,以使炉内煤尽快着火并完全燃烧,以避免在水冷壁附近形成还原性气氛及减少未燃颗粒直接冲刷水冷壁。
在不堵管的前提下,尽量降低一次风压并提高二次风压可以做到这一点,目前比较成熟的技术有浓淡风燃烧技术、多切圆燃烧技术等。
3.6 加强对操作人员的培养,提高安全运行意识
客观因素如锅炉长时间的超负荷运行所引发的高温腐蚀等不受人为控制,而主观因素则是人为造成的,并且可以控制的。
通过加强对锅炉操作运行人员的职业技能及职业素养的培养,可以有效提高他们对高温腐蚀问题的认识,从而很好的避免由于操作不当等人为因素造成的高温腐蚀,可以有效提高锅炉运行的安全性及经济性。
水冷壁高温腐蚀是电厂锅炉运行中普遍存在的一个问题,严重影响锅炉的安全运行。
要解决这个问题,必须认真分析锅炉具体的腐蚀类型及原因机理等,采取主动预防措施,并不断研究新技术,发展新材料,以适应生产发展需要。
但无论采用哪种方法与技术,都必须进行经济技术可行性分析,以保障电厂锅炉的安全经济运行,推动电厂更好的发展。
参考文献
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