高温硫腐蚀的形成及处理措施

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1、高温硫腐蚀的形成及处理措施　　摘要：力发电厂锅炉高温硫腐蚀是受热面管件常见的失效形式，因此对于这种腐蚀情况进行相应的研究及防治具有重要的意义。文章首先对高温硫腐蚀产生机理进行了阐述，然后分析了高温腐蚀的主要原因，最后对硫腐蚀情况分析及解决方法进行了讨论。　　关键词：高温硫腐蚀；产生机理；处理措施；煤质；含硫量文献标识码：A　　中图分类号：TK223文章编号：1009-2374（2016）28-0057-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.029　　1概述　　由于煤炭市场原因，目前公司入厂煤煤质较差，煤中含硫量远超设计

2、值，为了避免水冷壁、过热器、再热器发生高温腐蚀，特制定本措施，本文就高温硫腐蚀的形成及处理措施进行了讨论。　　2高温硫腐蚀产生机理　　2.1高温硫化　　金属在高温条件下容易与硫发生反应，从而导致金属发生腐蚀，这种腐蚀被称为高温硫化。一般来说，相比较于氧化腐蚀，高温硫化的腐蚀速率要更高一些，因此其危害性也更大一些。当金属处于氧化性含硫环境中时，虽然会有硫化腐蚀的情况发生，但是所发生的腐蚀主要是以高温氧化为主。7　　2.2高温混合气氛下的硫化-氧化　　当金属处于硫化-氧化环境时，遇到高温时会在硫和氧的作用下发生腐蚀。在工业生产的过程中，所处的实际环境往往是硫和氧的

3、混合环境，因此经常会有硫化-氧化的腐蚀情况发生。这种腐蚀情况主要有以下三个方面：（1）当混合气体中主要是以氧为主时，所发生的腐蚀主要是以氧化腐蚀为主，从而形成相应的氧化物；（2）当混合气体主要是以硫为主时，那么所发生的主要腐蚀就是以硫腐蚀为主，最终形成相应的硫化物；（3）当混合气体中的硫与氧含量一样时，这时所发生的腐蚀既有氧化腐蚀，又有硫化腐蚀发生，并且所生产的氧化物和硫化物之间能够共存。　　2.3硫酸盐沉淀热腐蚀　　当金属材料处于硫酸环境之中时，在高温环境之下会在金属表面产生熔融盐膜，这种物质会吸附在金属的表面，从而使得整个腐蚀情况进行一步加快。通常情况下，

4、所遇到的硫酸盐主要以M2SO4、M2S2O7为主。　　3高温腐蚀的主要原因　　3.1燃烧不良和火焰冲刷　　在煤炭燃烧的过程中，如果其经常出现燃烧不良的情况或者是经常出现火焰冲刷炉墙的情况，往往会使没有得到充分燃烧的煤粉对管壁造成较大的磨损伤害。由于煤粉都有一定的棱角存在，这样会使得管壁所受到的磨损情况异常严重，进而导致管壁的保护层破坏，使得管壁全部暴露在外面。这样会使得煤燃烧过程中所产生的烟气与纯金属进行充分的接触，进而发生相应的腐蚀反应。管子在腐蚀和磨损的双重作用下，会使得金属管子的损害情况进一步加剧。7　　3.2燃料和积灰沉积物中的腐蚀成分　　当煤粉燃烧的

5、时候，其煤粉中的FeS2会受热发生分解，其相应的分解反应为：FeS2→FeS+[S]。与此同时，在燃煤所产生的烟气之中，会有一定浓度的H2S和SO2存在，在高温的作用之下，也会发生相应的热分解反应：2H2S+SO2→2H2O+3[S]。当这些自由硫原子在高温之下与壁管相遇的时候，就会产生相应的腐蚀反应，其发生的反应如下：　　Fe+[S]→FeS　　3FeS+5O2→Fe3O4+3SO2　　由于燃料之中还存在着碱性物质，在高温的情况之下，这些碱性物质会与硫发生反应生成硫酸盐，这些生成的硫酸盐容易吸附在金属的表面，进而进一步与SO3发生反应生成焦硫酸盐，如Na2S

6、2O7和K2S2O7。而焦硫酸盐与Fe2O3更容易发生反应，当将管壁表面的Fe2O3氧化保护膜破坏之后，还会继续和管子金属发生腐蚀反应，最终导致整个腐蚀反应越来越严重。　　由于燃料中含有氯化物，这也是导致炉管发生腐蚀的另一原因。这是因为氯化物在高温下与水或者是硫化氢等发生反应，往往会生成硫酸盐和HCl气体，而HCl对于管壁保护薄膜的损害更加的严重，这样会使得管壁的腐蚀情况进一步加大。经过相应的实践研究表明，随着燃料中的氯量增加，会使得对于金属的腐蚀也随之增加。　　3.3还原性气氛7　　对于锅炉所发生的腐蚀，还与还原气体之间存在着很大的关系。一般来说，CO浓度越

7、大的地方，所发生的金属腐蚀程度往往会更大。由于锅炉某些部位的空气不足，会使得煤粉在燃烧的时候由于氧气不足而出现没有完全燃烧的情况，而这些没有燃尽的煤粉进一步燃烧时又会消耗一定的氧而导致缺氧问题更加严重。由于缺氧，这样会使得硫不能完全进行燃烧，从而导致了SO2的生成困难，这样就使得H2S会与受热面的金属直接发生反应，而由于H2S是还原性介质，其所造成的腐蚀程度将会更加的严重。经过相应的实践研究表明，当H2S的浓度越来越高的时候，随着受热面温度的不断增高，会导致整个腐蚀的发生速率越来越快，进而导致了管子的腐蚀情况更加严重。　　4硫腐蚀情况分析及解决方法　　4.1情

8、况分析　　某电厂一单元两台350MW机