杨安建
四川广安发电有限责任公司四川 广安 638000
摘要：对于火力发电厂来说，锅炉水冷壁高温腐蚀是一种比较常见的问题，在我国，大多数的火力发电厂都会存在不同程度的锅炉水冷壁高温腐蚀的情况，降低了火力发电厂日常生产的工作效率，不利于安全工作的推广。火力发电厂的锅炉水冷壁管高温腐蚀产生的原因非常复杂，同时又极易产生，在当前阶段是困扰着相关技术人员的一大难题。火力发电厂的锅炉水冷壁管高温腐蚀产生的主要原因有四大方面，其中包括了燃煤的过程中产生的含硫量过高的气体对锅炉水冷壁的腐蚀，锅炉膛内燃烧火焰的温度，产生的烟雾气体腐蚀，以及一些烟灰颗粒的冲击腐蚀。为了有效改善这个问题，减少水冷壁高温腐蚀的程度，提高火力发电设备的使用寿命，必须制定科学合理的防护措施，就当前阶段而言，火力发电企业通常采取的防护技术主要分为两种，分别是锅炉水冷壁表面防护方法和非表面防护的方法。
关键词：火电厂；锅炉水冷壁；高温腐蚀；防护技术
1.引言
在新时期背景下，随着我国现代化建设的不断推进，人民的生活水平不断提高，对于用电质量的要求也越来越高，电力能源的供应质量与人民群众的日常生活和社会的生产息息相关。近年来科技水平的进步使得对社会用电的需求进一步增大，而且电力产业的市场竞争也越来越激烈，对于发电企业来说，产生了不小的压力，电力生产的负荷也进一步加大。为了充分满足现代化社会的生产需求，提高在电力产业市场中的竞争力，火力发电厂企业必须制定相应的对策，发展新型技术。为了提高供电容量，火力发电厂的锅炉容量也要相应的增加，但是在实际的生产过程当中，却存在着锅炉水冷壁的高温腐蚀问题，严重影响了火力发电厂的供电质量，安全性也极大降低，久而久之，就会逐渐降低用电客户的满意度，发电企业的市场竞争力下降，最终被市场所淘汰。因此，火力发电企业必须对防护技术的开发提起重视，在传统防护措施中融入新技术，使供电质量和水平与时代的发展相适应[1]。
2.锅炉水冷壁高温腐蚀的类型和产生原因
一般来说，火力发电厂的锅炉材质都是钢材质，因此，锅炉的水冷壁的结构可以通过分层来说明，其中包括以磁性氧化铁作为保护氧化膜的氧化层，混合金属基体层，以及初始的积灰层与烟尘和飞灰的沉淀层共同构成的杂质附着层，从物理相性的角度来分析的话，锅炉水冷壁高温腐蚀的类型可以根据导致腐蚀的物质进行分类，附作物与锅炉的水冷壁直接接触，也是导致高温腐蚀的根本原因，根据附着层物质的化学性质不同，锅炉水冷壁的腐蚀过程也会存在着相应的差异。依据附着物的不同，我们可以大致将锅炉水冷壁高温腐蚀分为三大类，分别是氯化物类型的高温腐蚀，硫酸盐类型的高温腐蚀，硫化物类型的高温腐蚀。
2.1 氯化物类型的高温腐蚀
我们首先分析氯化物类型的高温腐蚀。煤炭在锅炉内燃烧的过程当中，会产生氯化钠，并且在高温的作用下氯化钠极易蒸发， 煤燃烧过程中，大多数的氯化钠会随之蒸发，发生反应生成HCl在空气中发生化学反应生成氯化氢，氯化氢会对锅炉水冷壁的受热面的氧化保护膜造成破坏，产生氧化还原反应，生成氯化亚铁，氯化亚铁在受热面易挥发，因此氧化膜被腐蚀破坏，无法体现出保护的作用，使水冷壁管内部的金属基体层直接暴露在外界气体中，进而会遭到氯化氢更深层次的进一步腐蚀，金属层的耐腐蚀度不断的降低，久而久之会加重安全隐患[2]。
2.2硫酸盐类型的高温腐蚀
大多数情况下，火力发电厂都会对锅炉的温度进行控制，当锅炉内水冷壁的温度范围在320℃到400℃时，管壁的受热表面通常都会产生三氧化二铁，这属于正常现象，但是在煤炭燃烧的过程当中,还会产生另外两种氧化物，分别是氧化钾和氧化钠，在与水冷壁进行接触时，由于温差的作用，会产生凝结的现象，此外，锅炉内产生的烟气中存在着氧化硫，会在水冷壁上产生反应，生成硫酸镁，具有粘性，会附着到水冷壁上，并且不断的捕集灰粒并将其粘结到一起，最终形成灰层，之后在灰层外还会进一步生成灰渣层。锅炉内烟气中的氧化硫在与灰层接触时，会产生聚合硫酸铁，也就是灰渣，灰渣层完全覆盖灰层后，不再生成新的聚合硫酸盐，便会开始脱落，脱落过程中，灰层又再度暴露在烟尘中，对金属层继续腐蚀，如此循环往复，使水冷壁的腐蚀程度不断加深。
2.3硫化物类型的高温腐蚀
硫化物类型的高温腐蚀产生的主要原因是在锅炉的燃烧过程中，硫铁矿中存在的硫化铁会粘附在水冷壁的受热面上，在受热的过程中，硫化铁会分解产生硫元素，硫在于水冷壁中的铁进一步反应，重新生成硫化铁，与空气接触的过程中，硫化铁发生氧化还原反应生成硫氧化铁，会对水冷管壁产生腐蚀，当锅炉内部温度高于360℃的情况下，反应会更加剧烈，腐蚀过程会更快。硫化物类型的高温腐蚀问题在大多数的高压锅炉燃烧是都会产生，降低硫化物腐蚀损害的常用方法是控制锅炉内的温度和压力，一般采用中压锅炉，而且水冷壁的温度控制在250℃左右，便可以有效解决这个问题。
3.锅炉水冷壁高温腐蚀防护技术
3.1热喷涂技术的应用
为了改善火力发电锅炉水冷壁高温腐蚀的现状，必须提前做出有效的预防措施，可以采用热喷涂的方式来进行预防。热喷涂的方式可以分为，电弧喷涂，等离子喷涂，以及火焰喷涂。对于等离子喷涂方式和电弧喷涂方式来说，可以在锅炉水冷壁管上形成保护涂层，而且生成的保护涂层中氧化物含量较少，结合的强度非常高，密封度好，孔隙率较低。相比较之下，火焰涂层的技术就显得有些落后了，火焰喷涂的孔隙出现的概率比等离子喷涂和电弧喷涂的要高得多，所投入的成本也比其他两种方法要高，资源利用率很低，还有很大的安全隐患，因此在实际的生产过程中，另外两种热喷涂技术应用的比较广泛[3]。
3.2热渗铝法的应用
对于锅炉水冷外管壁的防护，可以采用热渗铝法对水冷外管壁进行处理。通过热处理技术将铝元素融合到钢件的表面，渗入完毕后就形成了铝铁合金保护层，覆盖在水冷壁的金属基层之上，与氧化铝硬壳层进行搭配，极大提高了管壁的耐腐蚀性能。在进行热处理的过程中，需要注意渗铝处理的防护工作，避免产生氧化的硬皮附着在水冷管壁，产生硬化结垢，很容易出现管道裂痕的现象，解决的方式是用常温的盐酸对外层进行浸泡，能够防止氧化硬皮的产生。
3.3加强燃料控制
要加强锅炉燃料的控制，以便将硫化物和颗粒限制在可控范围内。具体的方案主要包含以下几个方面：首先是要降低燃料当中硫元素的含量，这就要求对燃料进行事先处理，通常会采用强磁分类法，微波法，以及机械悬浮选法对原煤进行筛选和清洗，在这其中，应用最广的就是机械悬浮法，它能够降低燃料中硫元素的含量，在燃料燃烧的过程当中，要添加石灰石等除硫剂，将其与燃煤进行充分的混合，这样就可以降低硫元素的密度，烟尘中的腐蚀物质含量减少，腐蚀的程度也会降低。其次还要对煤粉颗粒的大小进行控制，其中包括了煤粉的直径，均匀程度和细度等方面，必须严格把控，及时将粗粉分离出去，对分离器挡板的角度，煤粉研磨机和回粉阀环节都要加强监督，保证煤粉颗粒的筛选工作的质量。
4.结论
综上所述。本文将已经对火力发电厂锅炉水冷壁高温腐蚀以及对应的防护技术进行了详细的论述，明确了在电力生产的过程中，高温腐蚀对发电企业造成的各方面危害，通过对水冷壁高温腐蚀产生的原因进行分析，结合实际生产情况，有针对性提出科学合理的防护措施，优了当前火力发电厂锅炉水冷壁高温腐蚀的现状，保证了生产的安全性和可靠性，有效提高火力发电企业的工作效率和经济效益，推动了企业的长期可持续发展。
参考文献：
[1]关凤志，薛晓金．锅炉水冷壁垢下碱性腐蚀及实例分析[J].冶金动力，2019( 7) : 59-60．
[2]廖文俊，付超．锅炉管材在高温烟气及烟灰中的耐蚀性[J].腐蚀与防护，2018，39( 7) : 521-524．
[3]张辉，倪进飞，卢忠铭，等．低氧燃烧工况下锅炉水冷壁管高温腐蚀行为分析[J].中国特种设备安全，2019( 4) : 40-42．