电站锅炉高温腐蚀产生的原因及防范措施

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1、第32卷第1期华电技术V01．32No．12010年1月HuadianTechnologyJan．2010电站锅炉高温腐蚀产生的原因及防范措施周新刚，苗长信(山东电力研究院，山东济南250002)摘要：以高温腐蚀的机理为基础，从锅炉设计参数、煤种、运行和炉内空气动力工况等方面分析了产生高温腐蚀的原因，有针对性地提出了防范措施，为解决此类问题提供参考。关键词：高温腐蚀机理；原因分析；防范措施；电站锅炉中国分类号：TG172．82：TK22文献标志码：B文章编号：1674—1951(2010)O1—0049—02高温腐蚀现象在贫煤锅炉

2、上较为常见，其腐蚀(5)运行中因清灰或灰渣过厚而脱落，使得速率有的高达0．2Ixm／h以上，对腐蚀较严重的管K。Fe(sO)或Na，Fe(SO)，等暴露在高温火炬的辐子，电厂只能借助停机机会进行更换，不仅增加了电射下发生分解反应而生成新的碱土金属硫酸盐层，厂的检修成本，而且影响了锅炉运行的安全性。在SO作用下，不断使管壁受到腐蚀。由此可看出，硫酸盐型腐蚀是在沾污积灰基础1电站锅炉高温腐蚀的机理上，加上烟气中有SO及燃料中存在着不少钠、钾化电站锅炉高温腐蚀的类型主要分为硫酸盐型高合物而产生的。温腐蚀和硫化物型高温腐蚀。1．2硫化物型

3、高温腐蚀的机理1．1硫酸盐型高温腐蚀的机理当管壁附近氧量不够，存在还原性气氛并出现硫酸盐型的腐蚀过程可分为以下5步：有H。S气体时，就会产生硫化物腐蚀。(1)受热面生成一层薄的氧化铁(FeO)铁锈(1)燃料中黄铁矿(FeS)随灰粒和未燃尽煤粉和极细灰粒的沾污层，其厚度是有限的，实际上是金一起冲到管壁上，受热分解出自由原子硫和硫化属的保护膜(因铁锈的氧化速度是较慢的)。亚铁(2)在火焰高温作用下而升华的碱土金属氧化FeS2一一FeS+[S]。物(如NaO和KO等)冷凝在管壁的沾污层上(如当管壁附近存在H：S和S0时也可能生成[S]周

4、围烟气中有SO)，则会发生反应形成硫酸盐H2S+s02。H2O+3[S]。(Na2SO4或K2SO4等)(2)在还原性气氛中，由于缺氧，原子硫有可能Na2O+SO3—_N2SO4，单独存在，当管壁温度达到350oC时，会发生如下K2O+SO3K2SO4。反应(3)硫酸盐层增加，热阻加大，表面温度升高而F+[s]F。S。开始发黏、熔化，并开始黏结飞灰，形成疏松的渣层，(3)硫化亚铁进行缓慢氧化而生成黑色磁性氧硫酸盐熔化时会释放出SO。化铁FeO(4)所放出的s0及烟气中的S0会通过疏松3FeS+502——}F。3O4+3SO2。的渣

5、层向内扩散，发生如下反应这一过程使管壁受到腐蚀。3K2SO4(Na2SO4)+Fe2O+3SO2K3Fe(SO4)3[Na3Fe(SO4)3]2电站锅炉高温腐蚀的原因此时管壁FeO，铁锈层被破坏，而KFe(SO)从高温腐蚀产生的机理可看出，腐蚀性气体(s0，，在584oC下就会熔化，进一步氧化而使金属耗损。此时铁的腐蚀为s0，，H：S)、还原性气氛以及高温是产生高温腐蚀的lOFe+2Na3Fe(SO4)3Fe1O4+3FeS+主要原因，因此，电站锅炉发生高温腐蚀与这几点有3Na2SO4。必然联系。lNas0或KsO的循环作用使腐蚀

6、不断进行。2．1煤质原因(1)由于煤炭资源供应紧张，电厂为了保证正收稿日期：2009—07—21常的运营，在燃煤品质的选择方面比较被动，有时其·50·华电技术第32卷含硫量较高，这为高温腐蚀的产生提供了条件。不等。(2)对于部分挥发份低、灰分高的难燃煤，其着3．3运行调整火燃烧推迟，在水冷壁附近未燃尽的煤粉增多，形成在大修结束后，应进行一次风调平试验，以保证还原性气氛，也为高温腐蚀的产生提供了条件。各层一次风速偏差在5％以内。在保证不堵管的前2．2水冷壁管壁温度较高提下，适当降低一次风速。可适当增加燃烧器区的随着机组容量的不断增大

7、(多在300MW以供风量，降低上部的供风量。可根据不同的煤质参上)，温度和压力不断升高，水冷壁管子外壁温度也数调整煤粉细度。随之升高(一般最小在400oC以上)，对于贫煤机组3．4加装烟气成分测点来说，锅炉的断面热负荷和容积热负荷都相对较大，在易产生高温腐蚀的区域可安装部分烟气成分这也为水冷壁管壁的高温提供了条件。有关资料表测点，检测该区域的烟气成分(0，CO，SO，SO，明，在300～500oC的范围内，管壁外表面温度每升Hs等)，以指导运行人员进行燃烧调整。高5O℃，烟侧的腐蚀程度将会增加1倍J。3．5喷涂处理2．3运行原因对

8、高温腐蚀区域进行喷涂防腐涂料处理，这虽(1)煤粉细度偏大。在燃用劣质煤时，为了维非治本的办法，但也可在一定程度上减缓腐蚀速率。持磨煤机出力，往往会增大煤粉细度，这样，不仅影从目前掌握的情况来看，防腐涂料的寿命可维持在响锅炉的经济性，而且在离心力的作