循环流化床锅炉落煤管腐蚀磨损原因分析

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1、第40卷第2期化工机械253循环流化床锅炉落煤管腐蚀磨损原因分析高海霞+侯永军毕育枝徐明刘金凤(山西晋城煤业集团天溪煤制油分公司)摘要介绍了循环流化床锅炉落煤管腐蚀磨损产生的条件、特点及腐蚀形态等。从材料和工况两个方面分析了其腐蚀磨损的影响因素。提出了预防腐蚀磨损的主要措施及改进方法，对同类部件和设备的防腐抗磨提供了经验借鉴。关键词循环流化床锅炉落煤管腐蚀磨损中图分类号TQ055．8文献标识码B文章编号0254-6094(2013)02-0253-03TG-75／4．0一M循环流化床锅炉以其高效、节能、低污染和可燃烧低价劣质煤的优点，在广大中小煤化工企业和电力企业中受到广泛欢迎和推广使用，但

2、在运行过程中，落煤管严重的腐蚀磨损问题给企业带来不必要的停炉检修麻烦和金属材料以及资金的严重浪费。因此，有必要对落煤管的严重腐蚀磨损机理进行分析，并采取相应的预防措施，以减少不必要的材料和资金的浪费，保障锅炉的正常运行。1落煤管的腐蚀磨损现状调查一台TG-75／4．0．M循环流化床锅炉共有3根落煤管，落煤管由上下两段组成，调查发现腐蚀磨损在两段都有发生，但在上段的斜面部位最为严重，几乎新的落煤管每4个月就有腐蚀磨损穿透现象发生，对此通常采用停炉，在落煤管外侧进行补丁补焊的方法，以延长落煤管的寿命。这样以来，大约每半年就得对落煤管全部更换一次，材料资金浪费极为严重，且停工检修会影响锅炉的正常运

3、行。为全面掌握落煤管腐蚀磨损情况，笔者对2。锅炉的3根落煤管进行观察，图1为使用6个月后24锅炉的3根落煤管，为了便于观察，用气割将各落煤管沿着与中心线割开，可以发现：各落煤管内壁有不同程度的脱落，这些脱落部位形状、大小、深度各不相同，且形状毫无规律，有的呈非变径弯曲条状、有的呈变径弯曲条状，还有的呈向上下发射状；这些坑槽互不相连，各成区块；由图1b和图le明显可以看出，沿着落煤方向，具有明显向下的类似舌状图样。图12。锅炉的3根落煤管的腐蚀磨损照片+高海霞，女，1979年6月生，助理工程师。山西省晋城市，048000。254化工机械2013年2腐蚀磨损机理分析2．1构造及材料设计落煤管的设

4、计及形状如图2所示，上段为天方地圆状，下段为qb273mm的钢管，下段与炉壁夹角为190，图1中所示的腐蚀和磨损部位为图2中箭头所示位置。I煤下落方向t易腐蚀蟒损的斜面部位图2落煤管示意图斜面采用厚度为16mm的1Cr20Nil4Si2耐热不锈钢板制作而成，化学成分见表1。其余各面及圆管部分采用厚度为10ram的普通碳钢制作。表11Cr20Nil4Si2的化学成分％由表1可以看出，样品分析结果说明落煤管斜面材料达到了标准要求，该样品能满足在高温条件下具有良好的抗氧化性和耐热性能，抗拉强度最高可达590MPa，硬度最高可达187HB，适于制作承受应力的各种炉用构件⋯。2．2燃料设计入炉燃料主要

5、为无烟煤、造气炉渣、造气炉二旋飞灰、合成燃料气和硫回收尾气的混合燃料，要求煤粒不大于6mm，在煤中加入石灰石是为脱去煤中硫成分。2．3腐蚀磨损原因分析对落煤管腐蚀磨损的主要影响因素是固体煤粒和硫回收尾气以及一、二次风的输送。硫回收尾气首先使管材发生腐蚀，再经过无烟煤、造气炉渣和造气炉二旋飞灰借助一、二次风的冲刷，使耐热钢板发生破损。2．3．1腐蚀原因t从表2硫回收尾气中的成分可以看出，落煤管选用钢材1Cr20Nil4Si2处在同时含有H：S和水的介质中，且1cr20Nil4Si2对含硫气氛较敏感，因此容易发生应力腐蚀开裂，即硫化物腐蚀开裂，简称硫裂。发生硫裂所需的时间短则几天，长则几个月到几

6、年不等，硫裂的裂纹较粗，分支较少，多为穿晶型，也有晶间型和混合型旧1，这一点从图1中脱落的槽线形边沿可以明显看出。此外，根据不锈钢的物理性能可知，一般其导热系数是低碳钢的1／3，线胀系数是低碳钢的1．5倍，这样易形成较大的热应力。而通常锅炉受到各种因素的影响需要停炉检修，一旦停炉，系统温度将冷却到室温状态下，这样温度的冷热交变为热应力的产生创造了条件，从而促使裂纹发展¨1，进一步促进了硫化物的腐蚀开裂。表2硫回收尾气的主要成分1113·h“成分S02H2SC02CH30HH20N2S流量21．OJ42．0225105．33】37628012．192。3．2磨损原因在循环流化床锅炉中，进入炉膛

7、内的煤、石灰石等颗粒经给煤机的传输，依靠自身的重力和初始速度落入落煤管，首先煤粉粒散落在落煤管斜平面上，然后顺着落煤管下部的圆柱形管柱继续下落进入炉膛，在炉膛中，煤混合物在从炉膛底部水冷风室、风帽进入炉膛的一次风和从燃烧室前、后侧进入炉膛的二次风作用下产生流化，具有一定的动能。这样以来，一、二次风的速度合适配比特别重要(设计风比为6：4)，一旦一次风的风速远高于二次风的风速，就会出现如图1b、c所示的舌状损伤