燃煤锅炉受热面高温腐蚀探析

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1、内蒙古电力技术26INNER．MONGOLIAELECTR．ICPOWER2009年第27卷第5期燃煤锅炉受热面高温腐蚀探析DiscussiononSolutionsofHighTemperatureCorrosionofHeatingSurfaceforCoal——firedBoiler李捷(华北电力大学，北京102206)【摘要】分析了引起锅炉受热面高温腐蚀的主要因素：受热面材料性能、受热面温度和挥发性沉积物特质，并从受热面金属的表面处理、温度控制以及沉积物特质的改善等方面总结了国内外电站燃煤锅炉在设计与运行中针对受热面高温腐蚀问题采取的措施。针对1

2、台300一次风风速过大给粉机排列不当MW锅炉受热面由于煤种含硫量高、、、管子抗腐蚀性能较差加添加剂大再循环管管径、改变给粉机布等原因引起的高温腐蚀问题，提出了在燃料中、增置、喷涂耐腐蚀涂层等应对措施；，『关键词1锅炉受热面；高温腐蚀；金属性能；温度；沉积物特质；烟气气氛；煤质’I'K224『中图分类号】．9[文献标志码】B『文章编号11008—6218(2009)05—0026—03为保证电厂燃煤锅炉安全可靠的运行并节省能硫化和氯化反应，使金属损耗量大大增加。源．锅炉的维护：[作重点往往着眼于受热面的灰污、1．1受热面材料性能腐蚀、磨损等方面。近年来，由

3、于燃烧煤质的下降和目前电厂采用的高温受热面金属材料主要为20号钢—煤种的多变，导致高温腐蚀现象普遍发生：轻则导致、12Cr2MoWVB钢、改良型9CrlMo钢、锅炉壁减薄、传热效能降低、锅炉排烟热损失增加，12CrlMoV钢等。不同的材料有着不同的耐腐蚀、耐影响汽水正常[况；重则引起烟道堵塞、工质泄漏甚热、耐氧化等性能，表1列出了这几种常用金属材料至爆管停炉，严重影响机组的安全稳定运行。的性能。表l高温受热面常用材料的性能对比1高温腐蚀主要影响因素类型优点缺点20号钢耐热、耐磨性强抗氧化、抗腐蚀性弱高温受热面管材(用M表示)在氧化剂作用下易发生氧化反应生

4、成M工艺性差。变工况下⋯0其中MO结构疏松，容耐热12C、耐腐蚀氧化性r2MoWVB钢腐蚀氧化爆管现象强易脱落，材料损耗大，而M。0．(x、Y不同时为l时)则明显相反，往往起剑保护层的作用。大量的实际运行经验改良型9C一耐腐蚀氧化、抗拉、工作环境恶劣区域r1Mo钢抗持久性强腐蚀明显表明，高温腐蚀与受热面温度、烟气温度以及温度梯为防开裂，焊前须预耐氧化性强，无热脆度密切卡u关。。水冷壁管和灰层的温度梯度较高，会增12CrlMOV钢倾向热。焊后须进行消除应力热处理大氧化膜与受热面之间的空隙，导致氧化反应加快．过高时氧化膜可能脱落。另外，当灰渣层或烟气中含1，

5、2受热面金属温度有腐蚀性成分(如硫酸盐一、硫化物、氯化物、还原性气受热面金属温度是影响腐蚀的重要因素之。体)时，不仅使得氧化加强。氧化膜被破坏，而且发生受热面金属每年受高温腐蚀的深度h随壁温t变化[收稿13期]2009-04-16；[~@日期12009—09—091986一)【作者简介】李捷(，男，重庆市人，在读硕士研究生，从事火焰稳定性监测方面的研究工作。2009年第27卷第5期内蒙古电力技术27一的关系式可简单表示为l=C一Ct时gh。：(C，，C：为常数)。，还原性气氛不仅促进生成腐蚀性气体，还促使生由于水冷壁的还原性气体比较多，故其腐蚀速度比成疏

6、松多孑L的FeO，而FeO是吸附腐蚀介质的理想过热器的大，水冷壁壁温、过热器壁温与腐蚀深度的载体，从而加快腐蚀进程，对锅炉高温受热面的腐蚀关系如图1所示。H：S、FeS：等腐蚀性介质在400qC影响非常大。以上受热分解的速度随管壁温度升高而增加，故腐l_3．2入炉煤煤质蚀性也增强。由图1可知，管壁温度每升高50qC，腐入炉煤种的煤质(组成成分、粗细程度)对高温蚀性增加近1倍。腐蚀影响明显，燃煤品质差是水冷壁高温腐蚀的内因。煤中的硫元素和碱金属化合物是形成腐蚀的主要因素㈣一。根据高温腐蚀规律，煤中含硫量超过定数值(普遍认为是l％)后就容易发生高温腐蚀。高硫

7、分煤燃烧产生的腐蚀性硫化物(以H：S、SO。为主)与管壁表面氧化铁作用，破坏了管壁的Fe：0。保护膜，加速管壁的高温腐蚀，侵蚀管子表面，使管壁不断减薄，极易导致爆管事故的发生。而煤灰中碱金属图1腐蚀深度与壁温的关系“氧化物K：0、Na：0等极易与硫酸气体结合凝聚在受热面上一定值，构成易粘附灰垢的温床，当温度达到⋯过热器和再热器的高温腐蚀有着明显的特点：时即发生高温腐蚀。需要指出的是，高挥发分煤中可腐蚀区沉积层呈黄褐至暗褐色，较疏松，其他腐蚀区燃成分少，释放缓慢且温度高，烧尽时间长，容易在域呈浅灰褐色，较坚实，腐蚀层中有硫化物存在。而管壁上形成还原性气氛，

8、加速高温腐蚀的发生。水冷壁的高温腐蚀则不同一层厚，其管子外部出现当煤粉颗粒较粗时