锅炉水冷壁高温腐蚀
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。
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
锅炉水冷壁的高温硫腐蚀原因及对策
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。
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承受高温高压的重要部件，是锅炉工作稳定性和可靠性的关键。
然而，长期运行下来，锅炉水冷壁会出现高温腐蚀现象，会严重影响锅炉的工作效率。
因此，对于水冷壁的高温腐蚀及防护问题需要引起我们的关注。
一、高温腐蚀机理高温腐蚀是由气体和金属表面的相互作用产生的一种腐蚀现象。
在水冷壁内的金属表面，由于长时间受到高温的冲击和氧化气体的作用，容易形成铁氧化物块，而这些物块容易被秒速6厘米以下的碳酸氢根等离子穿透，并进一步加速了金属的腐蚀。
而此时的腐蚀不一定立刻显露出来，经过一段时间后，金属表面会产生小孔或者细小的裂缝，进一步泄漏出来的水分形成了水汽，又进一步滋生了其他腐蚀的因素，这样就进一步恶化了腐蚀现象，从而导致漏水的问题，如果时间长了，就会导致严重的事故。
二、预防高温腐蚀的方法1. 选择合适的材料。
在锅炉的设计时，应该选择合适的材料来抵抗高温、高压和氧化气体的腐蚀。
在现代锅炉中，通常采用高温合金、耐热合金、不锈钢等耐高温材料。
2. 控制水化学水质。
水化学水质是指在指定条件下所分布的各种物质含量的总和。
在火电厂锅炉中，优化水化学水质非常重要，特别是对硅含量、盐含量、氯化物含量等进行把控。
因为如果这些物质超出一定的浓度，对于水冷墙的腐蚀是非常不利的。
3. 控制燃料中硫和灰分含量。
在锅炉燃料中含有大量的硫和灰分会使得锅炉高温腐蚀更加严重，因此我们需要加强对燃料的质量控制。
4. 进行化学腐蚀抑制剂的注入。
目前，许多锅炉使用的抑制剂含多种有机酸，可与金属表面包络的氧化物等形成稳定的表面复合物，使得金属表面得到保护。
5. 加强锅炉维护管理。
锅炉的维护管理也是预防高温腐蚀非常重要的一环，对于锅炉水冷壁的清洗、检修和更换，需要严格按照规定进行。
只有加强锅炉维护，才能确保其高效、安全运行。
三、总结高温腐蚀是火电厂锅炉不可避免的问题之一，但我们可以通过选择合适的材料、控制水化学水质、控制燃料中硫和灰分含量、进行化学腐蚀抑制剂的注入、加强锅炉维护管理等方法来预防高温腐蚀的发生。
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。
锅炉水冷壁高温腐蚀原因介绍
锅炉水冷壁高温腐蚀原因介绍摘要：随着火电机组装机容量的不断增加，近年来非计划停机次数成不断增加的趋势，其中水冷壁失效引起的非计划停机占比很高，并且呈不断突出趋势.。
水冷壁主要以高温腐蚀为主，其中包括：垢下腐蚀、氢损伤、氯离子腐蚀、尿素腐蚀、硫化腐蚀、硫酸盐型腐蚀，不同类型的腐蚀表现出不同的腐蚀机理，并且出现不同的腐蚀特征.。
本文通過对水冷壁不同腐蚀机理进行比较全面的查阅、统计和研究，对不同腐蚀机理和特征型貌进行了介绍，并提出了水冷壁高温腐蚀的防范措施。
前言随着火电机组装机容量的不断增加，近年来某公司的非计划停机次数成不断增加的趋势，具2017年统计，非计划停机158台次，同比增加16台次；锅炉方面91台次，占非计划事件的57.59%，同比增加20台次；其中四管50台次占比31.65%，同比增加14.05%，水冷壁泄漏18台次，過热器泄漏11台次，省煤器泄漏11台次，再热器泄漏10台次.。
由上面数据可以看出因水冷壁失效引起的非计划停机占比很高，因此对水冷壁失效进行统计分析显得很有必要.。
水冷壁失效泄漏的主要原因大致分为四种：（1）结构设计不当造成；（3）制造焊口裂纹造成；（4）水冷壁在运行過程中的高温腐蚀.。
其中，水冷壁在运行過程中的高温腐蚀因不能通過结构设计和制造质量监管加以控制，因此最为严重[1].。
本文通過总结相关文献和事故分析，对水冷壁不同腐蚀机理进行了研究和分析.。
1 水冷壁高温水汽侧腐蚀1.1 垢下腐蚀垢下腐蚀的原因主要由苛性脆化和酸腐蚀引起.。
1.1.2 苛性脆化苛性脆化是腐蚀产物中所含OH-被浓缩成高PH值而来.。
发生苛性脆化通常应具备以下三个条件：①有较高浓度的OH-离子，②炉水局部有浓缩的過程，③金属有较大的拉应力.。
苛性脆化是一种特殊的电化学腐蚀.。
这是由于金属晶粒与晶界在高应力作用下产生电位差，形成腐蚀微电池而产生.。
此时由于晶界的电位比晶粒本身低，所以晶界形成阳极而遭到腐蚀，当侵蚀性炉水(含游离OH-)与应力下的金属相作用时，可以将处于晶界的原子除去，因而使腐蚀沿晶界发展.。
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。
锅炉内的各种腐蚀
锅炉内的各种腐蚀
1、 水冷壁的高温腐蚀，类似锅炉炉膛和烟道中的屏、高温过
（再）热器一样，除液态排渣炉外，在一定条件下，高参数
的固态排渣炉也会发生高温腐蚀。
影响因素主要是水冷壁附
近的烟气的成分和管壁的温度。
具体的说，管壁的火焰温度
可高达1400～1500℃左右，达到煤灰的熔点，为受热面的腐
蚀创造了条件。
在燃烧过程中，燃料灰分中升华出来的碱金
属氧化物会凝结在管壁上并和烟气中的硫化物反应生成碱性
硫酸盐，这种物质会和管壁的保护膜反应，从而产生腐蚀。
2、 过热器和再热器的高温腐蚀，高温过热器和高温再热器的金
属壁面的内灰层含有较多的碱金属，经过长时间的化学反应
对金属壁面发生强烈的腐蚀。
这种腐蚀大约从540～620℃开
始发生，650～700℃是腐蚀的速度最大。
所以高温过热器的
温度不能过高，超高压参数和亚临界参数一般趋向540℃。
3、 尾部受热面的低温腐蚀，燃料中含有一定的硫分，燃烧时将
生成二氧化硫，其中一部分生成三氧化硫。
三氧化硫与烟气
中的水蒸气结合形成硫酸蒸汽。
当受热面的壁温低于硫酸蒸
汽的露点时，硫酸蒸汽就会在壁面上凝结成为酸液而腐蚀受
热面。
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引言超临界锅炉作为发电行业的关键设备，其性能直接关系到发电效率和安全稳定运行。
在长期运行中，超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题引起了广泛关注。
本文将深入探讨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。
一、高温腐蚀的基本机理超临界锅炉水冷壁高温腐蚀是由于在高温、高压、高速流动条件下，金属表面与水蒸气中的气体和溶解的盐分发生化学反应而引起的。
具体而言，以下几个因素是高温腐蚀的主要机理：水蒸气中的酸性物质：高温下，水蒸气中的酸性物质如SO2、O2等容易与金属表面发生反应，形成金属氧化物，导致腐蚀。
水蒸气中的氧化物：水蒸气中的氧化物对金属也具有腐蚀作用，尤其在高温条件下，氧化物与金属发生氧化还原反应，使金属表面失去电子，形成氧化层。
盐分腐蚀：水中存在的盐分在高温下溶解成离子，当水蒸气通过水冷壁时，离子在金属表面沉积，促使金属发生腐蚀。
二、高温腐蚀原因分析操作条件不当：锅炉运行过程中，若温度、压力、流速等操作参数控制不当，容易导致水冷壁表面温度过高，加速腐蚀的发生。
燃料质量差：燃料中含有硫、氮等有害元素，燃烧后产生的酸性物质增加，加剧了腐蚀的程度。
水质问题：锅炉水中盐分过高，水质不纯，容易形成腐蚀的催化剂，加速水冷壁腐蚀。
三、改造措施材料优化：选择耐高温、耐腐蚀的金属材料，如铬合金、镍基合金等，以提高水冷壁的抗腐蚀能力。
表面涂层：在水冷壁表面涂覆耐高温、耐腐蚀的保护层，形成一道有效的屏障，减缓腐蚀速度。
操作优化：通过合理调整锅炉运行参数，确保水冷壁表面温度在安全范围内，降低腐蚀的风险。
水处理系统：完善水处理系统，降低水中盐分含量，防止盐分在水冷壁表面沉积。
定期检测维护：建立定期的水冷壁检测和维护计划，通过无损检测技术监测水冷壁的腐蚀情况，及时采取修复措施。
结论超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题是一个复杂的系统工程，需要综合考虑材料、操作、水质等多个因素。
通过合理的改造和管理，可以有效降低水冷壁高温腐蚀的风险，提高锅炉的安全性和运行稳定性。
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。
高温腐蚀
水冷壁高温腐蚀山东省特种设备检验研究院盖红德2盖红德高温腐蚀定义 高温腐蚀的危害高温腐蚀的判定高温腐蚀的机理四一二三3盖红德高温腐蚀与超低排放的关系高温腐蚀的解决措施六七五高温腐蚀的导致因素五高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程，通常发生在水冷壁、过热器及再热器区域，其中以水冷壁区域最常见。
水冷壁高温腐蚀是指炉内水冷壁管在高温烟气的环境里，具有高的管壁温度时所发生的腐蚀现象。
一般出现在局部热负荷较高、管壁温度也比较高的区域，如燃烧器区域，其余区域的腐蚀明显减弱或根本不发生。
多发生于150MW以上机组锅炉。
盖红德4• 据文献, 我国100MW以上机组由于腐蚀和冲蚀使锅炉管壁减薄, 导致锅炉四管爆漏事故造成的停机抢修时间约占整个机组非计划停用时间的40%左右，占锅炉设备本身非计划停用时间的70%以上。
产生事故的原因除管材和焊接质量问题外, 主要是由于腐蚀、磨损等引起。
锅炉“四管”的腐蚀问题是久未解决的技术问题。
盖红德5• “四管”中水冷壁管易发生高温腐蚀和冲刷减薄，而近年来，锅炉水冷壁管高温腐蚀发生比较多，已成为是电厂生产中主要隐患之一。
水冷壁发生高温腐蚀后，壁厚减薄，强度降低，甚至导致水冷壁爆管，从而导致机组的非计划停机，不仅造成了巨大的经济损失，而且严重影响火电机组运行的安全性，也影响到整个电网的安全生产和调度。
盖红德6高温腐蚀的多发性• 近年来, 随着超临界和超超临界机组的应用日益增多,电站锅炉向大容量高参数方向发展, 锅炉水冷壁温度相应提高, 另外加上超低排放改造等因素，水冷壁管高温腐蚀现象越来越多, 具有多发性的特点。
盖红德7高温腐蚀的多发性• 据我所知，魏桥集团内邹平六电一期、北海二电、滨州供热和五大发电集团的临沂电厂、黄台电厂、德州电厂、青岛电厂、潍坊电厂、十里泉电厂、日照电厂、菏泽电厂，莱州电厂还有地方电厂中的胜利电厂等山东大部分电厂都出现过严重的水冷壁高温腐蚀。
盖红德8• 经济方面（钱）损失：•1、检修费用（多花钱）：• 因高温腐蚀会导致水冷壁管在较短时间内减薄，不得不在检修时大面积换管，某电厂甚至一次更换数百根管，采购和更换管子费用不菲，而且检修时间势必延长，工作量增加，经济损失巨大。
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的重要组成部分，对于保证锅炉的安全稳定运行起着至关重要的作用。
由于水冷壁处于高温高压的工作环境中，容易受到高温腐蚀的影响，因此需要采取有效的防护措施。
火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀主要包括氧化腐蚀、硫化腐蚀和碱金属腐蚀等。
氧化腐蚀是水冷壁最常见的腐蚀形式，主要是由于金属在高温下与氧气反应形成氧化物而导致的。
硫化腐蚀则是由于燃煤中的硫在高温下与金属反应形成腐蚀性气体，对水冷壁产生腐蚀作用。
碱金属腐蚀则是由于燃煤中的一些碱性物质在高温下与金属反应形成碱性腐蚀物质而导致的。
为了防止水冷壁的高温腐蚀，火电厂需要采取一系列的防护措施。
采用高温耐蚀材料作为水冷壁的材质，如316L不锈钢和钼合金。
这些材料具有良好的耐腐蚀性能，能够在高温高压环境下长期稳定运行。
需要良好的水质管理，保证锅炉水质的清洁和稳定。
锅炉水中的杂质和沉积物容易和金属发生反应，加速水冷壁的腐蚀。
定期对锅炉进行清洗和除垢工作，保证水质的清洁和稳定。
还可采用阻垢剂和缓蚀剂来保护水冷壁不受腐蚀的侵害。
阻垢剂可以阻止水中的杂质和沉积物附着在水冷壁上，减少腐蚀的发生。
缓蚀剂可以降低金属表面的腐蚀速率，延长水冷壁的使用寿命。
还可以采取一些机械防护措施，如增加保温层和防火层，减少水冷壁受到高温腐蚀的影响。
保温层可以减少水冷壁的表面温度，避免金属和高温气体直接接触，减少腐蚀的发生。
防火层可以阻止火焰和烟气对水冷壁的直接烘烤，保护水冷壁不受到高温腐蚀。
火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀是一个复杂的问题，需要采取多种手段来进行防护。
通过选择合适的材料、控制水质、使用阻垢剂和缓蚀剂等措施，可以有效延长水冷壁的使用寿命，确保锅炉的安全稳定运行。
水冷壁高温腐蚀原因介绍
2021年2期科技创新与应用Technology Innovation and Application方法创新水冷壁高温腐蚀原因介绍张炳奇（大唐东北电力试验研究院有限公司，吉林长春130000）引言2020年上半年统计，国内非计划停机158台次中，锅炉占91台次占比57.59%，四管失效50台次占比31.65%、同比增加14.05%，水冷壁泄漏18台次占比11.39%。
由以上数据看出，水冷壁泄露引起的非停占比很高，因此对水冷壁失效进行统计分析显得尤为必要。
水冷壁失效原因分以下四种：（1）结构设计不当，如未按照设计图纸焊接，造成水冷壁管屏膨胀受阻，造成焊缝拉裂失效；（2）安装缺陷，如安装过程中水冷壁母管被割伤，造成泄露失效；（3）制造焊缝裂纹，如制造过程中焊接缺陷引起失效；（4）高温腐蚀，如水冷壁高温硫腐蚀。
水冷壁高温腐蚀在运行过程中产生，无法通过结构设计或制造质量监管控制，因此最为严重[1]。
本文通过统计分析相关文献和资料，对水冷壁高温水汽和烟气侧腐蚀机理进行了研究和分析。
1水冷壁高温水汽侧腐蚀高温水汽侧腐蚀分为垢下腐蚀、氢损伤和氯离子腐蚀。
1.1垢下腐蚀垢下腐蚀的原因主要由苛性脆化和酸腐蚀引起。
1.1.1苛性脆化发生苛性脆化通常应具备以下三个条件：（1）有较高浓度的OH-离子；（2）炉水局部有浓缩的过程；（3）金属有较大的拉应力。
苛性脆化是一种特殊的电化学腐蚀，金属晶粒与晶界在高应力作用下产生电位差，形成腐蚀微电池，此时由于晶界的电位比晶粒低，晶界形成阳极而遭到腐蚀，当侵蚀性炉水（含游离OH-）与应力下的金属相作用时，可以将处于晶界的原子除去，使腐蚀沿晶界发展。
腐蚀机理[2]：（1）保护膜破坏：Fe3O4+4OH-→2FeO2-+FeO22-+2H2O （2）保护膜破坏后的金属腐蚀：阳极（Fe+3OH-→Fe3O4+ H2O+2e）、阴极（2H++2e→H2↑）亚铁酸盐水解成氧化亚铁和氢氧化物，使腐蚀继续进行。
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大型锅炉水冷壁高温腐蚀调研报告上海锅炉厂有限公司二○○二年三月十五日目录1．前言 (2)2．产生高温腐蚀的机理和条件 (2)3．高温腐蚀发生在大型贫煤锅炉上的主要原因 (3)4．大型锅炉水冷壁高温腐蚀的部位及预防措施 (5)5．水平浓淡分离燃烧技术在防止高温腐蚀方面的应用 (7)6．石洞口电厂#3、#4炉改造情况 (11)7．大型锅炉炉内水冷壁发生高温腐蚀的判据 (14)8．结论 (15)1．前言我国许多地方的电厂，不少燃用无烟煤、贫煤、劣质烟煤的大型锅炉投运后，炉内水冷壁都不同程度的存在高温腐蚀。
这种情况，无论是在我国上海、哈尔滨、东方三大锅炉厂自行设计制造的锅炉，还是在国外日本三菱、法国斯坦因、英国巴布科克、加拿大巴威等公司设计制造的锅炉，其燃烧器高温区域，水冷壁都有高温腐蚀现象发生，而且遍及各种炉型。
以水循环方式分，有自然循环、控制循环和直流锅炉；以燃烧方式分，有四角切圆、前后墙对冲和W型火焰燃烧器等许多典型设计。
通过调研，我们发现水冷壁管壁腐蚀速度一般为0.8~1.5mm/104h，腐蚀后的管壁减薄形貌较多，一般是分层减薄，而管壁向火侧减薄较快。
2．产生高温腐蚀的机理和条件在燃煤锅炉中，高温腐蚀分三种类型：硫酸盐型、氯化物型和硫化物型。
硫酸盐型腐蚀主要发生高温受热面上；氯化物型腐蚀主要发生在大型锅炉燃烧器高温区域的水冷壁管上；硫化物型腐蚀主要发生在大型锅炉水冷壁管上。
水冷壁的高温腐蚀通常是由这三种类型腐蚀复合作用的结果。
硫酸盐型高温腐蚀的形成：在炉内高温下，煤中的NaCl中的Na+易挥发，除一部分被熔融的硅酸盐捕捉外，有一部分与烟气中的SO3发生反应，形成Na2SO4；另一部分是易于挥发性的硅酸盐，与挥发出的钠发生置换反应，而释放出来的钾，与SO3化合，生成K2SO4。
而碱金属硫酸盐（Na2SO4、K2SO4）有粘性，且露点低。
当碱金属硫酸盐沉积到受热面的管壁后会再吸收SO3，并与Fe2O3、Al2O3作用生成焦硫酸盐（Na·K）2S2O7。
这样一来，受热面上熔融的硫酸盐（M2SO4）吸收SO3并在Fe2O3、Al2O3作用下，生成复合硫酸盐（Na·K）（Fe·Al）SO4，随着复合硫酸盐的沉积，其熔点降低，表面温升升高。
当表面温升升高到熔点，管壁表面的Fe2O3氧化保护膜被复合硫酸盐破坏，使管壁继续腐蚀。
另外，附着层中的焦硫酸盐（Na·K）2S2O7。
由于熔点低，更容易与Fe2O3发生反应，生成（Na·K）3Fe（SO4）3，即形成反应速度更快的熔盐型腐蚀。
氯化物型腐蚀的形成：在炉内高温下，原煤中的NaCl中的易与H2O、SO2、SO3反应，生成硫酸盐（Na2SO4）和HCl气体。
同时凝结在水冷壁上的NaCl也会和硫酸盐发生反应，生成HCl气体，因此，沉积层中的HCl浓度要比烟气中的大得多，致使受热面管壁表面的Fe2O3氧化保护膜破坏。
有研究表明，这种情况在CO和H2浓度超过一定范围的强还原性气氛中则更为强烈。
综上所述，燃煤中的S、Cl、K、Na等物质的存在是发生高温腐蚀的内在根源。
而燃用劣质煤所需要的气流扰动和较高的燃烧温度，使煤粉火焰容易刷墙以及水冷壁附近可能出现还原性气氛，为产生水冷壁高温腐蚀提供了充分条件。
许多研究工作，提出了产生高温腐蚀的条件，归纳如下：（1）燃煤中存在一定含量的S、Cl、K、Na等可产生高温腐蚀的物质；（2）水冷壁附近出现还原性气氛和腐蚀性气体；（3）水冷壁腐蚀区域的壁温在320℃以上；（4）腐蚀产物的剥落，使得腐蚀能不断地渗透内层。
3．高温腐蚀主要发生在大型贫煤锅炉上的原因在调研中，我们发现山东省已投运的18台300MW机组中，燃用贫煤的10台锅炉，都出现了高温腐蚀，而燃用烟煤的锅炉则很少发现高温腐蚀。
在湖北省汉川电厂投运的4台贫煤锅炉上，也出现了不同程度的高温腐蚀，其中#1炉曾于2001年8月因高温腐蚀发生爆管，造成紧急事故停炉。
在重庆珞璜、陕西渭河、河北西北坡等电厂均发生了类似问题。
高温腐蚀发生在大型贫煤锅炉上的原因，是我们调研的主要任务。
总的来说，有下列几点：（1）劣质煤着火困难，燃烧延迟，水冷壁附近未燃烬的煤粉颗粒增多，在一些区域造成缺氧，因而容易出现还原性气氛和腐蚀性气体，而使水冷壁腐蚀。
在燃用高灰份劣质烟煤或贫煤时，由于制粉系统、磨煤机等限制，煤粉变粗，在切圆的离心力作用下容易刷墙，更容易在炉内水冷壁附近产生还原性气氛和腐蚀性气体。
（2）为改善低挥发份煤的着火，通常采用大切圆，并在一次风喷口布置了各种型式的稳燃装置，这在一定程度上影响了一次风的刚性，造成煤粉火焰刷墙。
（3）劣质煤的燃烧，往往采用瘦高型炉膛，燃烧器区域热负荷高，故水冷壁管壁温度高。
假若水质不好，容易引起管内结垢，进一步提高了管壁温度。
（4）由于环保要求的限制，在燃用低挥发份劣质煤或贫煤时，一般采用中间仓储钢球磨热风送粉系统，为保证燃烧的稳定性和满足低NOx要求，采用了加装顶部燃烬风（OFA）和分级送风的原理，致使炉内中、下部风量减少，造成燃烧器区域热负荷高、水冷壁附近容易产生还原性气氛和腐蚀性气体。
（5）在燃用低挥发份、高灰份的劣质煤或贫煤时，需要的热风温度较高，当燃煤中的含硫量较高时，回转式空气预热器的漏风、堵灰及低温腐蚀，容易造成送、引风机难以满足炉内燃烧需要空气，也促使水冷壁附近形成还原性气氛和腐蚀性气体。
（6）现代电网的峰谷差增大，要求大型锅炉参与调峰，也不利于炉内水冷壁的保护。
锅炉在频繁启停和变负荷运行中，水冷壁热胀冷缩，容易造成管壁表面的氧化膜脱落，加速了腐蚀过程。
同时，如果变负荷速度太快而影响正常的水循环，造成水冷壁局部壁温增高，也会导致高温腐蚀腐蚀加剧。
4．大型锅炉水冷壁高温腐蚀的部位及预防措施目前，我国配300MW机组的锅炉，从燃烧方式上讲，有直流燃烧器四角切圆燃烧方式、旋流燃烧器水平燃烧方式和拱顶燃烧器W型火焰燃烧方式，对于不同燃烧方式的锅炉炉内水冷壁高温腐蚀的部位是不同的。
（1）直流燃烧器四角切圆燃烧方式直流四角切圆燃烧方式的燃烧器，是目前我国大型锅炉采用最多的一种燃烧型式。
其特点是炉内火焰形成大旋涡作旋转上升运动，一次风射流受上游旋转气流挤压，炉内切圆增大。
当燃烧器的高宽比加大时，热态切圆增大，煤粉火焰容易冲刷墙壁，导致水冷壁高温腐蚀。
水冷壁的腐蚀部位大致是：沿一次风气流流向，在炉膛中心线附近及下游的水冷壁壁面。
如青岛电厂配300MW机组的锅炉。
这种类型的锅炉在设计上应考虑的措施：炉内切圆直径取小值，防止煤粉火焰冲刷墙壁；增强一次风的刚性，在一次风喷口、两侧尤其是背火侧增加周界风或侧二次风，以刚性较强的二次风支撑一次风气流，并在炉壁附近形成氧化性气氛；在注重着火、稳燃的同时，注意截面热负荷的选取，以防止炉膛结渣和积灰，而加速高温腐蚀的过程。
为此，应适当加大炉膛的截面积，加大喷燃器的高宽比，以便燃烧器区域的温度较为平缓。
（2）旋流燃烧器水平燃烧方式旋流水平燃烧方式的燃烧器通常是前墙或前后墙布置带一次风回流稳燃和煤粉局部浓度高的低NOx双调风轴流型式。
其特点是在靠近两侧的旋流燃烧器出口煤粉易偏向两侧墙，并随着旋流强度的增加，偏转越严重，从而两侧墙附近易形成还原性气氛和腐蚀性气体。
水冷壁的腐蚀部位一般在两侧墙。
如西北坡电厂配300MW机组的锅炉。
这种类型的锅炉在设计上应考虑的措施：佛斯特·惠勒公司是在燃烧器下部靠近两侧墙的位置设置壁面风，以改善两侧墙附近的烟气气氛，使之呈氧化性。
（3）拱顶燃烧器W型火焰燃烧方式W型火焰燃烧方式的燃烧器，不论其拱顶的布置与结构，由于其煤粉气流在二次风的引射下基本上与前后墙平行向下流动，然后转折向上，形成W型火焰，一般来说，煤粉不会冲刷墙壁。
但是如果一次风喷口位置不对，或者在一次风动量和射流扩展角偏大的情况下，煤粉也会冲刷前后墙的上部区域，造成高温腐蚀，尤其是卫燃带脱落的部位。
水冷壁的腐蚀部位一般在前后墙的上部区域。
如珞璜电厂配360MW机组的锅炉。
这种类型的锅炉在设计上应考虑的措施：正确选择一次风喷口与炉膛中心线的夹角；保证二次风与一次风之间的动量比恰当，以便煤粉气流有一定的引射长度，而又不至于在前后墙附近形成还原性气氛和腐蚀性气体。
5．水平浓淡分离燃烧技术在防止高温腐蚀方面的应用直流四角切圆燃烧器，是我国300MW等级锅炉采用最多的一种燃烧方式。
为防止高温腐蚀发生，在这种型式的锅炉上采用水平浓淡分离技术，从理论上看是可行的，也是目前实施较多一种方案，但实际效果如何是我们调研的重点。
汉川电厂和青岛电厂是上海锅炉厂早期引进美国燃烧工程公司的技术，设计制造的贫煤锅炉，在投运初期都发生了一些问题。
汉川电厂主要存在低负荷稳燃问题，而青岛电厂则是发生高温腐蚀。
哈尔滨工业大学采用水平浓淡分离燃烧技术，对2个电厂6台锅炉，进行了燃烧器改造。
下面介绍这一技术在两个厂的应用情况。
（1）青岛电厂#2炉配青岛发电厂300MW机组锅炉设计采用了美国燃烧工程公司的技术。
锅炉为亚临界压力控制循环炉，燃料为晋中贫煤，采用钢球磨，中间仓储制，热风送粉。
锅炉采用单炉膛、?型、露天布置，全悬吊钢结构。
炉膛断面尺寸深×宽为11760mm×11970mm。
锅炉燃烧系统采用四角切圆燃烧，摆动式煤粉喷嘴。
高度方向分四层布置，另布置二层三次风乏气喷嘴在煤粉喷嘴上方，固定向下10?布置。
青岛发电厂#1、#2炉分别于1995、1996年投运，在大修中发现炉内四壁的燃烧器区域及气流下游区域水冷壁高温腐蚀严重，其中#1炉在1997年的第一次大修中发现：前后墙和两侧墙的燃烧器区域都有减薄。
在调研中，我们统计过1996年至2000年期间电厂入炉煤的煤质资料，电厂用煤中含硫量平均高达2.4%，与设计煤种的含硫量：S ar=0.72%相差较大。
腐蚀位置见图1。
改造前青岛电厂的燃烧设备是采用四角切圆燃烧方式。
燃烧器布置在炉膛四角上。
为了有助于低挥发份煤的着火和稳定燃烧，该炉采用了CE 公司开发的WR型燃烧器。
为了降低NO X的排放量，除采用分级混合外，还在燃烧器顶部布置了顶部二次风。
为了减少锅炉水平烟道左右侧的烟气偏差，将燃烧器上部的四层喷嘴（其中二层为二次风，另二层为三次风）与下部的一、二次风气流旋转方向作相反布置。
为解决锅炉存在的水冷壁高温腐蚀问题，该厂采用哈尔滨工业大学“摆动式水平浓淡风煤粉燃烧器”技术，对#1、#2号炉进行了煤粉燃烧器的改造。
既：把16只WR型煤粉燃烧器全部改成水平浓淡风煤粉燃烧器。
并根据其实验室研究结果，对该燃烧器选取了浓缩比为4：1的百叶窗煤粉浓缩器结构（浓缩比：是指浓煤粉气流的煤粉浓度与淡煤粉气流的煤粉浓度之比），并将原一次风周界风改为侧二次风喷口，通过调节原一次风的周界风风门（现称为侧二次风）挡板开度以调节侧二次风流量，以达到对燃烧区域两相流场的调节。