(中国铝业山东有限公司热电厂 山东淄博 255000)
摘要:火电厂运行与锅炉息息相关,对于锅炉的腐蚀机理进行研究,可以帮助锅炉设计人员和管理人员更好地认识和使用锅炉,通过合理的措施提高锅炉的安全性能。在使用锅炉时,水冷壁发生高温腐蚀及锅炉尾部受热面低温腐蚀现象最为常见,本文对相应的腐蚀机理进行了分析,提出了防护锅炉腐蚀工作的具体措施,以供借鉴。
关键词:火电厂;锅炉腐蚀;防范
1工业锅炉本体腐蚀的基本类型和机理
根据工业锅炉腐蚀的常见形式进行腐蚀划分,可以将其划分成为内部腐蚀和外部腐蚀2种类型。导致锅炉出现内部腐蚀的原因相对较多,例如蒸气腐蚀、应力腐蚀、碱腐蚀以及氧气腐蚀等。内腐蚀所表现出来的形式为多种腐蚀相互叠加。外部腐蚀出现的原因则相对较为简单,主要是由于锅炉长时间处于高温环境中,与周围氧气发生反应而导致金属材料出现氧化腐蚀。就工业锅炉本体腐蚀机理而言,锅炉本体腐蚀可以根据原因划分为电化学腐蚀和化学腐蚀。电化学腐蚀主要是指工业锅炉在使用中,其外部介质以及金属材料均受到电化学影响而产生变化,在该过程中,便会导致锅炉本体被腐蚀。化学腐蚀主要是指工业锅炉在使用中,其外部介质以及金属材料受到化学影响产生变化。
2火电厂锅炉腐蚀问题分析
2.1水冷壁高温腐蚀的机理和条件
在大型电站燃煤锅炉中,高温腐蚀的类型根据产生原因主要分为硫酸盐型、氯化物型和硫化物型三种。其中高温受热面以硫酸盐型为主,燃烧器附近高温区域以氯化物型为主;其它部位水冷壁管以硫化物型为主。通常情况下,水冷壁高温腐蚀是这三种类型腐蚀交叉复合共同作用的结果。
水冷壁高温腐蚀的机理是锅炉运行时管壁外表面首先发生氧化,并形成Fe2O3。腐蚀过程主要与飞灰和烟气中的硫酸盐、硫化物、氯化物和还原性气氛有关。另一方面,入炉煤为劣质煤时,炉膛内部的气流扰动更强,燃烧温度更高,煤粉容易刷墙,并且还可能产生还原性气氛。
通过调研,产生水冷壁高温腐蚀的条件归纳如下:(1)入炉煤中存在可产生高温腐蚀的物质比如S、Cl、K、Na等;(2)水冷壁上挂灰比较严重;(3)水冷壁区域的气体氛围具有还原性和腐蚀性;水冷壁的壁温较高,一般在320℃以上。
2.2燃煤锅炉尾部受热面低温腐蚀原因
含有硫的燃料在锅炉内的燃烧时会产生二氧化硫,而产生的二氧化硫与烟气、金属接触时,会形成三氧化硫,三氧化硫在经过一系列的化学反应,最终将会形成亚硫酸或硫酸,这两种酸都具有很强的腐蚀性。当温度降低到低于露点时,生产的酸会附着在在金属表面,这将会使其遭受到腐蚀,我们将这种腐蚀称作低温腐蚀。
3火电厂锅炉腐蚀问题的防护措施
3.1合理设计锅炉
在设计锅炉阶段,要对可能会出现的腐蚀作用综合考虑,预判腐蚀带来的不良后果,最大限度地降低锅炉出现的应力腐蚀和垢下腐蚀等。设计如果合理,将会尽量避免出现锅炉腐蚀的现象。
3.2严格控制燃煤品质
当燃用含有过量硫、钠和钾等化合物的燃煤时,更容易在金属管壁上发生高温腐蚀。因此需对燃煤品质及煤粉颗粒的粒径进行合理的控制。煤粉颗粒粗细会对高温腐蚀产生很大的影响。煤粉颗粒越大,越容易冲刷水冷壁造成磨损,并且破坏水冷壁面上的金属氧化膜,进而形成高温腐蚀。所以,控制合理的煤粉细度能够有效减缓受热面管的磨损及高温腐蚀。
3.3科学调整燃烧方式
炉内的燃烧状况直接影响着锅炉经济安全稳定运行,在燃烧过程中合理的配风将有效提高燃烧的稳定性,炉内配风不合理会造成炉内煤粉着火和燃烬差,甚至煤粉贴壁刷墙等。所以要对一次风管的煤粉流量及风速以及二次风配风方式等进行调整,保证炉内燃烧具有良好切圆以减少对各受热面的超温,保证炉内氧量在设计值附近。该措施对防止高温腐蚀有明显效果,同时对提高锅炉稳燃能力及预防结焦也有一定作用。
3.4控制锅炉水中的pH 值
一方面,在锅炉用水前,对水质进行检测,了解水质的基本情况,在此基础上,对其进行合理的控制。此外,在相关检测方法的使用下,取得精确的数据信息,对以往工业锅炉的运行情况进行分析,综合考虑水垢对锅炉所带来的影响,进一步优化锅炉的运行方案,从根本上对问题进行解决。另一方面,对于锅炉腐蚀的问题,企业应加大对药品使用、调配过程中的管理与监督力度,确保员工操作上的规范性,减少失误。为避免化学药品对锅炉产生腐蚀作用,在药剂配方的调制过程中,应根据水质的检验结果为依据,将化学药剂的用量进行合理的把控。另外,对工业锅炉水的pH 值进行检验,将其保持在9. 0 ~ 10. 5 范围内。
3.5预防低温腐蚀
对于低温腐蚀的预防可以采取通过下列方式实现:①对燃料的成分进行严格把关,尽量采用低硫燃料,采用脱硫技术对燃料进行处理。②观察燃料的火焰颜色对空气的系数进行观察,将其控制在合理范围内,从而实现对低温腐蚀的有效控制。③适当提高烟温度,避免省煤器出现低温腐蚀。
3.6采取壁面涂层
锅炉内部高温腐蚀区域,涂刷耐高温防腐涂料。涂层具有较高的致密性和强度、较好的组织稳定性,具有优良的抗氧化和耐腐蚀性能,对于锅炉的高温下腐蚀有极好的保护作用。耐高温防腐涂料能够有效防止高温下腐蚀介质对金属的侵蚀,避免生成的S可以直接穿透管壁金属表面氧化膜,使氧化膜疏松,剥裂甚至脱落。
3.7加强锅炉日常维护保养
从目前火力发电领域的发展情况来看,锅炉已经成为了生产中的重要元素,该设备的稳定运行,决定着整个企业生产的效率,在实现企业经济效益最大化目标上起着重要的作用。为此,企业应重视对锅炉设备的维护与保养,根据锅炉的使用情况,明确规定保养的时间和具体的操作方法,对相关工作人员的行为进行严格的要求,确保其符合企业制度的规定。另外,在现代科技飞速发展的时代中,锅炉的使用性能和外在结构均得到了进一步的优化,在这种形势下,企业应积极引进新的锅炉设备,提高锅炉运行的效率。此外,水处理设备的检验、安装工作也是重点内容,企业应加强对相关工作人员的培训力度,使其在专业能力上得到更大的提升,为锅炉的稳定运行提供保障。
4结语
综上所述,火电厂电能生产效率取决于其锅炉机组的运行状态。水冷壁高温腐蚀的机理是锅炉运行时管壁外表面首先发生氧化,并形成Fe2O3。燃煤锅炉尾部受热面与锅炉机组的热效率、排烟水平都有密切联系,其状态是否正常将决定锅炉运行的稳定性。腐蚀问题会随着时间的推移对电能生产造成严重影响,锅炉设备管理人员要在明确腐蚀产生机理的基础上,选择适宜的防护技术,降低与解决腐蚀问题,延长锅炉使用寿命,保障火电厂平稳运行。
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