凯迪生物质电厂运行调整中存在的各种腐蚀

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1、金属材料在高温下与环境气氛中的氧、硫、碳、氮等元素发生化学或电化学反应而导致的变质或破坏。高温腐蚀并无严格的温度界限，通常认为，当金属工作温度达到其熔点（绝对温标）的0.3〜0.4以上时，就可认为是高温腐蚀环境。在石油化工、能源、动力、冶金、航空航天等领域普遍存在高温腐蚀问题，针对不同的高温腐蚀环境可以采用不同类型材料，或采用耐高温腐蚀涂层进行防护。高温腐蚀又称燃料灰腐蚀，它指的是高温积灰所生成的内灰层含有较多的碱金属，它与飞灰中的铁铝等成分以及烟气中通过松散外灰层扩散进来的氧化硫的较长时间的化学作用便生成碱金属的硫酸盐等复合物。

2、熔化或半熔化状态的碱金属硫酸盐复合物会与再热器和过热器的合金钢会发生强烈的氧化反应，使壁厚减薄应力增大以致引起管子产生蠕变管壁减薄最后导致应力损坏而爆管。影响高温腐蚀与燃料的成分有关，高碱和高硫燃料腐蚀比较严重，另外腐蚀与温度也有关，腐蚀大约从550--620°C时开始发生，灰分沉淀物的温度越高腐蚀速度就越强烈，约在75CTC时腐蚀速度最人。1高温腐蚀是炉内高温烟气与金属壁面相互作用的一个复杂的物理和化学反应过程，按其机理通常可分为三大类：硫化物（FeS2、H2S）型腐蚀、焦硫酸盐型腐蚀和氯化物型腐蚀。多年研究表明，水冷壁管发生高

3、温腐蚀的区域是有规律的：通常多在燃烧高温区，即局部热负荷较高，管壁温度也较高的区域，如燃烧器区附近，其余区域的高温腐蚀明显减弱或根本不发生高温腐蚀；发生高温腐蚀的管子向火侧正面的腐蚀速度最快，管壁减薄量最大，背火侧则不发生高温腐蚀。2影响高温腐蚀的主要原因2.1火焰冲墙和还原性气体的存在是造成水冷壁高温腐蚀的主要原对切圆燃烧锅炉，当燃烧切圆直径过大、火焰屮心未形成切圆或燃烧切阙偏移时，炉内空气动力场倾斜，燃烧器区域出现火焰冲墙和还原性气体，从而发生高温腐蚀。2.1.1高温火焰直接冲刷水冷壁当含有较大煤粉浓度的高温火焰直接冲刷水冷壁

4、管时，将大大加剧高温腐蚀的发生。其一，高温辐射热可加速硫酸盐的分解，加快腐蚀速度；其二，火焰中含有未燃尽的煤粉，在水冷壁附近缺氧燃烧，产生还原性气体；其三，未燃尽的煤粉颗粒随烟气冲刷水冷壁管吋，磨损将加速水冷壁管上保护膜的破坏，加快金属管壁高温腐蚀的过程。2.1.2存在还原性气体由于着火延迟，未燃尽的煤粉在水冷壁附近进一步燃烧时，发生化学不完全燃烧，形成缺氧区，使炉膛壁面附近处于含有还原性气体（CO、H2）和腐蚀性气体（H2S）的烟气成分之中，没有完全燃烧的游离硫和硫化物与金属管壁发生反应，引起管壁高温腐蚀。研究表明，烟气屮CO浓

5、度越大，高温腐蚀就越严重；H2S的浓度大于0.01%时，就会对钢材产生强烈的腐蚀作用；而当含氧量人于2%吋，基本上不会发生高温腐蚀〔1）。2.2燃煤品质差是水冷壁高温腐蚀的必要条件燃煤中硫、碱金属及其氧化物含量越大，腐蚀性介质浓度越大，出现高温腐蚀的可能性就越大。高硫煤产生的大量H2S、SO2、S03、原子硫（S）不仅破坏管壁的Fe2O3保护膜，还侵蚀管子表面，致使金属管壁不断减薄，最终导致爆管事故。燃用不易引燃的无烟煤和贫煤时，因着火点温度相对较高，燃烧闲难，容易产生不完全燃烧，并使火焰脱长，在金属壁面附近形成还原性气体，增加对

6、管壁的腐蚀性。煤粉的颗粒越大，也就越不易燃尽，比较容易形成还原性气体，产生高温腐蚀。同时，颗粒越大，对壁面的磨损也越严重，破坏丫水冷壁管外氧化保护脱，使烟气中腐蚀介质直接与管壁金属发生反应，使腐蚀加剧。2.3过高的水冷壁管壁温度促进了水冷壁高温腐蚀的发生研究表明，H2S等腐蚀性介质的腐蚀性在300°C以上逐步增强，即温度每升高50°C,腐蚀程度将增加一倍。对于亚临界大型电站锅炉，燃烧器区域的水冷壁管内汽水温度约在350°C左右，烟气侧水冷壁管温度多在420°C左右，正处于金属发生强烈高温腐蚀的温度范围之内。同时，管子局部壁面温度过

7、高，易使具有腐蚀性的低熔点化合物粘附在金属表面，促进了管壁高温腐蚀的发生。2.4运行因素的影响当锅炉负荷发生变化时，若运行不当（如火嘴投停不当），就容易引起燃烧不稳定，产生还原性气体，或造成烟气冲墙，继而发生高温腐蚀。因此，运行不当也是引起高温腐蚀的一个主要因素。3高温腐蚀的防护措施为防止高温腐蚀，避免锅炉爆管事故的发生，针对影响高温腐蚀的主要原因，可采取的防护措施有：加强对燃料的控制，可通过燃烧前和燃烧中除硫的方法，降低燃料的含硫量；同吋控制适当的煤粉细度，尽可能均匀各燃烧器之间的煤粉浓度分布；加强对给水的控制，适当提高高温腐蚀

8、区域水冷壁管内水流速度，降低管壁温度，严格控制给水品质，避免因水冷壁管内结垢而影响换热，从而导致水冷壁管壁温度增加；提高金属抗腐蚀能力，可采用耐腐蚀高合金钢，渗铝管及在管外敷设碳化硅涂料等表面防护方式，降低腐蚀速度；加强燃烧调整、合理配风，以达到降