自然循环锅炉水冷壁高温腐蚀探讨

摘要：针对台州发电厂420t/h锅炉水冷壁高温腐蚀情况,对引起水冷壁高温腐蚀的原因及腐蚀机理进行分析、探讨,并提出相应对策。

自然循环锅炉水冷壁高温腐蚀探讨

（台州发电厂，浙江 台州 317706）

摘要：针对台州发电厂420t/h锅炉水冷壁高温腐蚀情况，对引起水冷壁高温腐蚀的原因及腐蚀机理进行分析、探讨，并提出相应对策。

关键词：自然循环锅炉；水冷壁；高温腐蚀

0 系统介绍

台州发电厂＃1~＃6炉是上海锅炉厂生产的型号为SG420/140-M414、SG420/140-M415的超高压、一次中间再热、自然循环汽包锅炉，与六台N125汽轮发电机组相配套，炉膛水冷壁采用φ60*6mm鳍片管焊接而成的膜式水冷壁做成的气密性炉膛，其宽度＊深度＊高度为9600＊8840＊39100mm，燃烧器采用正四角、大小双切圆布置，大小切圆直径分别为φ800mm、φ200mm,其中＃1、3角为小切圆，＃2、4角为大切圆，每角布置有八只燃烧器，其燃烧器布置从上往下依次为三、二、二、

一、二、一、一、二次风，中、下排一次风集中布置，有利于无烟煤及劣质煤的着火和稳定燃烧。尾部烟道下方布置二台回转式空气预热器。

1 水冷壁腐蚀状况

1999年，台州发电厂125MW机组大小修中，发现多台锅炉水冷壁管高温腐蚀严重，且腐蚀性质相似。下面是1999年大小修时各炉水冷壁高温腐蚀情况。

1月6日，＃2炉右侧水冷壁爆管后检查发现管壁烟气侧高温腐蚀且有磨损，致使管壁减薄严重，不能承受管内汽水压力而爆管。检查中还发现，自中排一次风高度位置开始至上6米高左右，从＃3角往＃2角第14根至第52根共39根水冷壁管高温腐蚀严重，且接近右侧中间位置冲刷现象严重，迎风面呈三角尖状，左侧水冷壁从前往后第20根至47根也受到一定程度的高温腐蚀，但无冲刷现象。对右侧墙39根水冷壁管子进行更换。

4月份＃6炉小修搭架检查发现前墙从右往左第10根至第50根共41根水冷壁管子高温腐蚀，后更换了41根管子。11月份大修检查又发现有此现象。

4月份＃5炉小修检查浓稀相喷咀附近有少许腐蚀现象。

7月份＃1炉小修搭架检查发现前墙右起第13根至第46根共34根水冷壁管子受到腐蚀，高度均在中排一次风喷咀开始往上约6米高区域。

9月份＃4炉小修搭架检查前墙也受到腐蚀，最薄为4.9mm。

10月份＃3炉大修时发现右侧墙后起第11根至第44根共34根高温腐蚀严重，后墙左起第10根至第48根共39根高温腐蚀，且有冲刷现象，具体高度均在中排一次风以上6米高左右，而且都在迎火侧、炉膛燃烧中心区域，腐蚀区域水冷壁向火侧呈黑褐色，附着物外层松软，内层坚硬，在剥落硬层后水冷壁呈蓝黑色光泽。

摘要：针对台州发电厂420t/h锅炉水冷壁高温腐蚀情况,对引起水冷壁高温腐蚀的原因及腐蚀机理进行分析、探讨,并提出相应对策。

2 高温腐蚀的机理

煤粉锅炉中，高温腐蚀通常有两种：一种是硫酸盐型的高温腐蚀；另一是硫化物型的高温腐蚀。

2.1 硫酸盐型的高温腐蚀机理

2.1.1 三氧化硫SO3的形成及其影响因素

燃料中的硫在燃烧过程中生成SO2,其中少量SO2转化成SO3。一般认为其形成原因有如下三种：

(1) 燃烧反应

在高温下被分解的自由氧原子[O]与SO2作用生成SO3：SO2+[O]= SO3

原子氧可以由如下三种方式产生：氧在炉内高温离解；在受热面表面催化离解；在燃烧过程中产生，即按：CO+O2→CO2+[O]及H2+O2→H2O+[O]进行，SO3的生成主要取决于氧原子的一级反应，影响这个反应的因素有：

1) 火焰温度，火焰温度越高，[O]分解越多，按化学动力反应生成SO3量增加。

2) 过量空气系数，当燃烧时过量空气增大时，其SO3的转化率或绝对量都将增加。

(2) 催化反应

当高温烟气流过的对流受热面时，由于灰中的V2O5和Fe2O3的催化作用，使烟气中SO2转化成SO3。试验表明，V2O5和受热面沉积物的催化作用最为显著，它不但使SO3的转化率最高，而且最高点往低温方向移动，催化作用的主要温度范围为425-625℃。

(3) 硫酸盐的分解

由于灰中硫酸盐分解生成SO3的数量不多，所以它是一个次要因素。

2.1.2 硫酸盐型沉积物的形成

在煤粉火焰中，矿物质中的钠挥发、升华，非挥发性硅酸铝中的钾通过转换反应，被释放出来，钠和钾与烟气中SO3反应生成硫酸钠和硫酸钾，露点温度在1150K左右。因此，汽态的硫酸钠与硫酸钾扩散到较冷的管子表面时，便凝结在管壁氧化膜上，汽相扩散较硅酸盐灰粒惯性撞击沉积快，所以管子表面上首先沉积的是硫酸钠和硫酸钾，其沉积速度与挥发钠数量有关，特别是和烟气及壁面的温度梯度有关，试验表明，硫酸盐向壁面的迁移沉积是由温度梯度引起的[1]。 0.5%

时，硫

酸盐沉积速度大大增加[3]，见图1。

2.1.3 硫酸盐型的高温腐蚀机理

硫酸盐腐蚀过程主要有以下两种途径：一种是在

附着层中碱性硫酸盐参与作用的气体腐蚀，另一种是

受热面上熔融的硫酸盐吸收SO3，并在Fe2O3与Al2O3

的作用下生成焦性硫酸盐（Na,K）(Fe,Al)(SO4)3：

3Na2O4+ Fe2O3+3 SO3→2Na3Fe(SO4)3

3K2SO4+ Fe2O3+3 SO3→2K2Fe(SO4)3

K2 SO4+Al2O2+3 SO3→2KAl(SO4)3

焦性硫酸盐不像Fe2O3那样在管子上形成稳定的 …… 此处隐藏：3773字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……