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生物质锅炉高温腐蚀原因分析和防范措施

锅炉垢下腐蚀机理

垢下腐蚀简介 1、定义 垢下腐蚀under-deposit corrosion:金属表面沉积物产生的腐蚀 2、腐蚀机理 一种特殊的局部腐蚀形态,其机理是由于受设备几何形状和腐蚀产物、沉积物的影响,使得介质在金属表面的流动和电介质的扩散受到限制,造成被阻塞的的空腔内介质化学成分与整体介质有很大差别,空腔内介质pH值发生较大变化,形成阻塞电池腐蚀(Occude cell corrosion),尖端的电极电位下降,造成电池腐蚀。按其腐蚀原理可分为酸性腐蚀和碱性腐蚀两种,通常循环冷却系统的垢下腐蚀为酸性腐蚀。 结垢是指在冷却水中所含成垢组分在水侧金属表面的结垢过程,污垢是包括水垢在内的固形物的集合体。常见的污垢物有:泥渣及粉尘砂粒,腐蚀产物,天然有机物群生物群体,一般有碎屑、氧化铝、磷酸铝、磷酸铁和污垢的沉积,冷却塔的污垢来自于以下几个方面:①来自补充水的污垢。②来自空气污垢。③来自系统本身的污垢。 微生物是一些细小多为肉眼看不见的生物,微生物的种类有细菌、藻类、真菌和原生动物,微生物在冷却水系统中大量繁殖,会使冷却水颜色变黑,发生恶臭。破坏环境,同时会形成大量粘泥使冷却塔的冷却效率降低,使效率迅速降低的水头损失增加,沉积在金属表面的菌类,会引起严重的垢下腐蚀所有这些总是导致冷却水系统不能长期安全运转影响生产,造成经济损失。因此,微生物危害与水垢腐蚀对冷却水的危害是一样的重要三者比较起来控制微生物的危害应是首要的。冷却水的微生物有以下种类:有真菌、硫酸菌、还原菌、自养菌、异样菌、硫细菌、铁细菌、硝化菌、藻类,藻类是低级的绿色植物,没有要茎叶的分化固然又叫原植体植物,藻类与菌类的主要区别在于具有色素体的色素,能进行光合作用。制造营养物质是光合自养型生物,在循环冷却水系统,常出现的有蓝绿藻、绿藻、硅藻三大类,在循环冷却水池,冷却塔受光照的部分生长繁殖枯死的藻类进入循环冷却系统成为沉积物的一种成份,金属的垢下腐蚀是由于其本身电化学腐蚀存在自催化作用,酸腐蚀是氢的去极化作用(2H++2e→H2),腐蚀产物主要是可溶性盐,这些盐类的水解使介质的酸性进一步增强,加速了金属的腐

超超临界机组锅炉受热面高温硫腐蚀与磨损防护专业技术研究

超(超)临界机组锅炉受热面高温硫腐蚀与磨损防护技术研究

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超(超)临界机组锅炉受热面高温硫腐蚀与磨 损防护技术研究 李太江,李巍,李勇,刘立营,王博 西安热工研究院有限公司,陕西省西安市兴庆路136号710032; Study on the Protective Techniques for the Heating Face of Super-Ultra Critical Unit from High Temperature Sulfur Corrosion and Erosion LI Tai-jiang, LI Wei, LI Yong, LIU Li-ying, WANG Bo Xi’an Thermal Power Research Institute Co., Ltd., Xi’an, 710049, China; ABSTRACT:In view of the situation of shutting down for repairing due to the leakage and tube cracking caused by severe high temperature sulfur corrosion, solid-particle erosion and wear, high velocity oxygen fuel (HVOF) was employed to deposit NiCr cermet coatings on 2Cr13 substrates. The anti-sulfur corrosion behavior of the NiCr cermet coating and 2Cr13 substrate was studied in an atmosphere with high sulfur content. The anti-erosion behavior of the NiCr cermet coating and 2Cr13 was also studied. The results indicated that the sealed NiCr cermet coating deposited by HVOF can reduce the high temperature corrosion and erosion rate. The 8000 hours in-field application of the NiCr cermet coating shows its effectivity to protect the heating surface tube in super-ultra critical unit fired with of high-sulfur coal from high temperature sulfur corrosion and erosion. KEYWORDS: Ultra supercritical unit; Sulfur corrosion; Solid particle erosion; HVOF; NiCr cermet coating 摘要:针对燃用高硫煤的超(超)临界机组锅炉受热面遭受高温硫腐蚀与磨蚀导致泄漏、爆管等事故而被迫停炉检修的情况,本文采用了超音速火焰喷涂NiCr金属陶瓷涂层,比较了相同腐蚀环境下涂层与抗腐蚀性能较高的2Cr13基体的高温硫腐蚀性能,同时比较了该涂层与2Cr13基体钢材的抗磨损性能。研究结果表明超音速火焰喷涂的NiCr金属陶瓷涂层具有比2Cr13钢更优的抗高温硫腐蚀性能。同时其抗高温磨损性能优于2Cr13钢。该超音速火焰喷涂NiCr金属陶瓷涂层在贵州某燃用高硫煤的电厂中经8000小时现场挂片考核后,涂层表面完好,可有效提高超(超)临界机组的抗高温硫腐蚀和磨损性能。 关键词:超(超)临界机组;高温硫腐蚀;磨损;超音速火焰喷涂;NiCr金属陶瓷涂层 1前言 目前,超(超)临界机组已经成为国内新建和扩建机组的主要发展趋势,其主汽压力和温度高,可大大提高机组热效率和经济性,是我国电力行业的主力机组[1-3]。但随着电煤供应趋于紧张,劣质燃煤的掺烧比例不断加大,超超临界机组锅炉“四管”(水冷壁管、过热器管、再热器管、省煤器管)将遭受严重磨损和高温硫腐蚀[4-7]。在我国贵州、四川等地的电厂多用当地的煤种,有的煤矿硫含量高达4~6%以上,洗选后含硫量仍然高达2~4%,使燃用这种高硫煤的机组锅炉受热面发生严重的高温硫腐蚀,这种高温硫腐蚀与煤粉对受热面的冲蚀磨损共同作用,相互影响,导致锅炉管的使用寿命降低,危害锅炉安全运行,造成巨大的安全事故和经济损失。为防止锅炉管发生过早的失效,目前常规方法为采用火焰喷涂或电弧喷涂防磨材料[8-14],比如电弧喷涂45CT涂层在一般火电厂锅炉的应用取得了较好的防护效果[15-20]。但是随着燃煤含硫量的提高,这种传统涂层已经不能满足超超临界机组的应用要求。因此,本研究针对超超临界锅炉受热面

论锅炉受热面高温腐蚀

论锅炉受热面高温腐蚀 论锅炉受热面的高温腐蚀 【摘要】主要介绍了电站锅炉受热面的高温腐蚀机理、危害、类型、影响高温腐蚀的因素,并提出了防止或减轻受热面高温腐蚀的措施。 【关键词】受热面高温腐蚀机理影响因素防止措施 目前在高参数、大容量火电机组中,锅炉受热面的高温腐蚀问题已很普遍且迫切需要解决。因发生高温腐蚀导致受热面管件损坏严重而被迫停机的事故屡见不鲜。受热面的高温腐蚀已经成为燃煤锅炉机组安全稳定运行的一大隐患。在锅炉的设计及运行调整中如稍有不慎则高温腐蚀便很容易发生,腐蚀使得受热面承压部件的管壁变薄,严重时会使受热面管子在短时间内爆管,导致锅炉漏泄而被迫停机或事故跳机。可见其迫害程度非常之大,在运行中必须避免受热面的高温腐蚀。 1 高温腐蚀的形成机理 所谓高温腐蚀是指在煤粉锅炉高温火焰及高温烟气区,过热器和再热器管子及其悬挂件产生的外部腐蚀。锅炉受热面的高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程。与其他有关煤的反应机理一样,由于煤自身的复杂性以及迄今对它的认识有限,这类机理都是粗糙的和带有推理性的,在结论的定量上也都具有相当宽的范围。高温腐蚀多发生在燃烧器区域的水冷壁、高温过热器、高温再热器,亦即受热面管壁金属温度超越一定界限的部位。从对高温腐蚀的现象及调查研究结果表明,这种腐蚀都是因壁面与积灰层间的一层液相物反应 而产生的。污染后的受热面会受到灰渣和烟气的复杂的化学反应。高温过热器与高温再热器多布置于烟温高于700-800?的烟道内,管子的外表面积灰由内层、外层两部分组成,内层灰密实,与管子黏结牢固,不易清除;外层灰松散,容易清除。

低熔灰在炉膛内高温烟气区已成为气态,随着烟气流向烟道。由于高温过热器及高温再热器区域的烟温较高,低熔灰若不接触温度较低的受热面则不会凝固,若接到温度较低的受热面就会凝固在受热面上,形成黏结灰层。灰层形成后,表面温度随灰层厚度的增加而增加。此后,一些中、高熔灰粒也被黏附在黏性灰层中。这种积灰在高温烟气中的氧化硫气体的长期作用下,形成白色的硫酸盐密实灰层,这个过程称为烧结。随着灰层厚度的增加,其外表面温度继续升高,低熔灰的黏结结束。但是中熔灰和高熔灰在密实灰层表面还进行着动态沉积,形成松散而且多孔的外层灰。内层灰的坚实程度随着时间的增长而增大,时间越长,灰层越坚实。 对于黏结灰层固形物进行化学分析和x衍射分析,结果都表明其主要构成是碱-三硫酸铁的络合物。它在538-704?温度范围内呈熔融状态。从关于碱-三硫酸铁络合物与铁的反应特性资料可知,在与碱-三硫酸铁络合物紧密黏结的奥氏体钢或铁素体钢之间都会产生对铁的腐蚀反应。与铁素体钢的这种反应,其速度是随着温度的升高而增大的;奥氏体钢的腐蚀速度与温度关系则成半铃形。从实验室的腐蚀失重试验结果也表明在相当于炉内条件下,合成硫酸盐具有相同的铃形腐蚀速度曲线,也表明这个硫酸盐络合物是受热面 高温腐蚀的根本原因。由此可以得出产生高温腐蚀的机理是:因煤灰的选择性沉积,使碱与氧化铁在积灰层中的浓度远比在煤灰中高。碱-三硫酸铁是这些选择性沉积物中与烟气中的so3反应生成的。碱与氧化铁在沉积之初很可能是粉末状的物料,随着温度的升高而呈熔融或半熔融状态。碱在管壁表面的聚积也可能是出于外层熔融物料的迁移。图示也表明了,积灰层中钾、钠含量比的重要性。钠络合物在图示的温度范围内都是干的;而钾络合物从625?开始就产生黏结;1:1钾络合物在约550?时就开始呈熔融状态,非但开始呈熔融状态的温度低,其温度范围也宽(如图1)。 煤灰在受热面上的沉积并致腐蚀的大致步骤如下:

防止锅炉高温腐蚀的措施

大唐三门峡发电有限责任公司 三门峡华阳发电有限责任公司 运行管理措施 [2007] 04 号 执行部门:燃料管理部、设备管理部、中电维护部、发电部 主题:防止锅炉高温腐蚀的措施 编写:周江涛 审核:郭迪华 批准:陈春林 2007年03月 19日发布2006年03月19日实施运行管理措施内容: 防止锅炉高温腐蚀的措施 由于煤炭市场原因,目前公司入厂煤煤质较差,煤中含硫量远超设计值,为了避免水冷壁、过热器、再热器发生高温腐蚀,特制定本措施。 1由于煤中含硫量越高,越易发生高温腐蚀,因此燃料管理部应加强进煤管理,杜绝高硫煤入厂,发电部燃料专业应加强混配煤管理,使入炉煤硫份小于1.5%。2炉膛内缺氧或局部缺氧会使水冷壁壁面附近有还原性气氛和产生H S气体, 2 而还原性气氛是水冷壁高温腐蚀的必要条件,还原性气氛还会使灰熔点降低,加 S气体含量与水冷壁高温腐蚀速度成正比,剧炉膛结焦,高温腐蚀速度加快,H 2 因此正常运行时氧量应控制在3%~5%,最低不得小于2.5%,投运燃烧器二次风门应及时开启,防止局部缺氧。 3合理调整一次风风速。#1、2炉直流燃烧器,适当增加一次风风速有利于防止气流偏转;但对#3、4炉旋流燃烧器,若一次风风速过大,会导致燃烧推迟,并在炉膛中间激烈燃烧、碰撞,导致气流在中部区域范围产生较大的回流,使煤粉火焰刷墙,并产生高温,形成良好的高温腐蚀条件。 4每月对煤粉细度测量一次,#1、2炉煤粉细度应在20%~22%,#3、4炉煤粉

细度按200目筛通过量为70%,不合格应及时调整,防止煤粉颗粒太粗导致火焰拖长,使大量煤粉颗粒集中在水冷壁表面附近,进一步燃烧和燃尽时形成缺氧区,冲刷和腐蚀水冷壁。 5运行中应加强受热面的吹灰,保持受热面的清洁。对长期低负荷运行的工况,在受热面积灰严重时,应申请值长,投油吹灰。 6管壁温度越高, 越易发生高温腐蚀, 过热器、再热器管在650~700℃最为严重,因此运行人员要加强汽温和受热面壁温监督,机组运行中,必须有专人监视和调整汽温、壁温,汽温和受热面管壁温度应控制在正常范围内,超限时要及时调整,并分析原因。 7停炉后应对水冷壁、过热器、再热器进行检查,发现受热面有高温腐蚀造成管壁减薄严重,应及时进行更换,同时进行分析,采取相应措施: 7.1如是管材不合格或不适应高硫煤种,应更换耐腐蚀管材或刷涂耐磨耐腐蚀涂料进行防腐处理。 7.2如是燃烧切圆过大,一次风贴墙,造成火焰冲刷水冷壁引起高温腐蚀,应做空气动力场试验,调整燃烧切圆。 7.3如是燃烧器结构不合理或二次风门故障导致局部缺氧,应根据具体情况检修处理。

水垢的形成机理、类型及清洗对策

水垢的形成机理 工业锅炉在使用过程中,由于给水水质不符合要求,以及操作管理不善等原因,在锅筒、管壁及汽包等部位会产生水垢,水垢形成的机理是比较复杂的。 2.1 给水水质 工业锅炉几乎都是以原水或软化水作为给水,给水使锅炉产生水垢的原因比较多。水垢的形成过程是难溶盐的沉积过程,当炉水温度升高时,炉水中的盐类发生浓缩,当其浓度超过该温度下的溶解度时就会产生沉积;有些盐类,如硫酸钙、硫酸镁、磷酸钙等则随温度升高溶解度下降并析出;在炉水中,当二氧化硅的浓度对碱度而言偏高时也会析出;而可溶性重碳酸盐,如碳酸二氢钙、碳酸二氢镁则受热分解,产生难溶性盐也会导致沉积。 如:O H CO CaCO CO H Ca 223232)(+↑+?→?? 水垢产生的严重程度与给水水质有着非常密切的关系,锅炉给水分原水与软化水。 原水:也称生水,是未经任何处理的天然水(如江河水、湖水、地下水等),一般由自备水源(地面水或地下水)或城市供水网取得,这种水水质差别很大,城市或市郊取用经过过滤处理的自来水水质较稳定,直接采用地下水的水质硬度大。有些单位取用附近未经过滤处理的江河水,水质不稳定,水中含有悬浮物、胶体物质及各种溶解性杂质,尤其是下雨季节,水中混有泥砂,水是黄色浑浊的。我们曾遇见过某厂在雨天用这种水作给水,使用这种水的锅炉极易沉积泥砂垢或泥砂与水垢结成一体的混合垢。 软化水:常用钠离子交换水或炉内处理水,前者应用最多。经钠离子交换树脂处理的水,其硬度一般能满足工业锅炉的要求,司炉中只要定时排污,水垢不易沉积。但是有些单位,因为水处理设备容量小,处理的水量不足,有时则向炉内补充部分原水,从而加快了水垢的沉积。 采用炉内加药处理的水,往往由于加药量不足或加药不及时及排污不严格等

锅炉高温腐蚀及防止措施正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.锅炉高温腐蚀及防止措施 正式版

锅炉高温腐蚀及防止措施正式版 下载提示:此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中,详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度,而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力,尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 锅炉的高温腐蚀主要发生在燃用高硫煤的锅炉水冷壁管和过热器管束上。锅炉运行时在烟温大于700℃的区域内,在高温高压条件下受热面与含有高硫的腐蚀性燃料和高温烟气接触,极易发生高温腐蚀。高压锅炉水冷壁管的硫腐蚀主要是由于煤粉中的黄铁矿(FeS2)燃烧受热,分解出自由的硫原子,产生腐蚀。通常高压锅炉水冷壁管向火侧的正面腐蚀最快,减薄得最多,若发生爆管都在管子的正面爆开,管子的侧面减薄得较少,而管子背火侧几乎不减薄,这种腐蚀给锅炉水冷壁管造成很大威胁,严重

时,往往几个月就得更换部分管段,给锅炉的安全经济运行带来很大危害。而锅炉过热器管的高温腐蚀主要是由于液态的灰黏结在过热器管壁上而引起腐蚀。 1 高温腐蚀的主要原因 1.1 燃烧不良和火焰冲刷 持续燃烧不良和脉动火焰冲击炉墙时,导致燃烧不完全,在燃烧器区域附近的火焰中心处,当未燃尽的焰流冲刷水冷壁管时,由于煤粉具有一定的棱角,煤粉对管壁有很大的磨损作用,这种磨损将加速水冷壁保护层的破坏,在管壁的外露区段,磨损破坏了由腐蚀产物形成的不太坚固的保护膜,烟气介质便急剧地与纯金属发生反应,这种腐蚀和磨损相结合的过程,大大加剧了金属管子

水冷壁管高温腐蚀的机理

1 高温腐蚀是炉内高温烟气与金属壁面相互作用的一个复杂的物理化学过程,按其机理通常可分为三大类:硫化物(FeS2、H2S)型腐蚀、焦硫酸盐型腐蚀和氯化物型腐蚀。多年研究表明,水冷壁管发生高温腐蚀的区域是有规律的:通常多在燃烧高温区,即局部热负荷较高,管壁温度也较高的区域,如燃烧器区附近,其余区域的高温腐蚀明显减弱或根本不发生高温腐蚀;发生高温腐蚀的管子向火侧正面的腐蚀速度最快,管壁减薄量最大,背火侧则不发生高温腐蚀。 2 影响高温腐蚀的主要原因 2.1火焰冲墙和还原性气氛的存在是造成水冷壁高温腐蚀的主要原因 对切圆燃烧锅炉,当燃烧切圆直径过大、火焰中心未形成切圆或燃烧切圆偏移时,炉内空气动力场倾斜,燃烧器区域出现火焰冲墙和还原性气氛,从而发生高温腐蚀。 2.1.1高温火焰直接冲刷水冷壁 当含有较大煤粉浓度的高温火焰直接冲刷水冷壁管时,将大大加剧高温腐蚀的发生。其一,高温辐射热可加速硫酸盐的分解,加快腐蚀速度;其二,火焰中含有未燃尽的煤粉,在水冷壁附近缺氧燃烧,产生还原性气体;其三,未燃尽的煤粉颗粒随烟气冲刷水冷壁管时,磨损将加速水冷壁管上保护膜的破坏,加快金属管壁高温腐蚀的过程。 2.1.2存在还原性气体 由于着火延迟,未燃尽的煤粉在水冷壁附近进一步燃烧时,发生化学不完全燃烧,形成缺氧区,使炉膛壁面附近处于含有还原性气体(CO、H2)和腐蚀性气体(H2S)的烟气成分之中,没有完全燃烧的游离硫和硫化物与金属管壁发生反应,引起管壁高温腐蚀。 研究表明,烟气中CO浓度越大,高温腐蚀就越严重;H2S的浓度大于0.01%时,就会对钢材产生强烈的腐蚀作用;而当含氧量大于2%时,基本上不会发生高温腐蚀[1]。 2.2燃煤品质差是水冷壁高温腐蚀的必要条件 燃煤中硫、碱金属及其氧化物含量越大,腐蚀性介质浓度越大,出现高温腐蚀的可能性就越大。高硫煤产生的大量H2S、SO2、SO3、原子硫[S]不仅破坏管壁的Fe2O3保护膜,还侵蚀管子表面,致使金属管壁不断减薄,最终导致爆管事故。 燃用不易引燃的无烟煤和贫煤时,因着火点温度相对较高,燃烧困难,容易产生不完全燃烧,并使火焰脱长,在金属壁面附近形成还原性气氛,增加对管壁的腐蚀性。 煤粉的颗粒越大,也就越不易燃尽,比较容易形成还原性气氛,产生高温腐蚀。同时,颗粒越大,对壁面的磨损也越严重,破坏了水冷壁管外氧化保护膜,使烟气中腐蚀介质直接与管壁金属发生反应,使腐蚀加剧。 2.3过高的水冷壁管壁温度促进了水冷壁高温腐蚀的发生 研究表明,H2S等腐蚀性介质的腐蚀性在300℃以上逐步增强,即温度每升高50℃,腐蚀程度将增加一倍。对于亚临界大型电站锅炉,燃烧器区域的水冷壁管内汽水温度约在350℃左右,烟气侧水冷壁管温度多在420℃左右,正处于金属发生强烈高温腐蚀的温度范围之内。同时,管子局部壁面温度过高,易使具有腐蚀性的低熔点化合物粘附在金属表面,促进了管壁高温腐蚀的发生。 2.4运行因素的影响 当锅炉负荷发生变化时,若运行不当(如火嘴投停不当),就容易引起燃烧不稳定,产生还原性气氛,或造成烟气冲墙,继而发生高温腐蚀。因此,运行不当也是引起高温腐蚀的一个主要因素。 3高温腐蚀的防护措施

软化水腐蚀铸铝锅炉机理

软化水腐蚀机理 金属材料通常含有大量的杂质及非金属夹杂物。金属上的表面膜往往是不均匀的,当金属表面层存在化学不均匀性或物理缺陷(缝隙、裂纹、小孔穴等)时,点蚀就容易在这些薄弱环节上发生。腐蚀刚开始时,金属整个表面都同含氧溶液接触,因此无论是在金属表面蚀孔内还是蚀孔外金属表面上,都进行着以氧还原作为阴极反应的腐蚀过程。蚀孔内溶液中的溶解氧只能靠扩散进入,由于蚀孔的几何形状及腐蚀产物的限制,使蚀孔外部本体溶液中的溶解氧很快就耗尽了,从而中止了蚀孔内的氧的还原的阴极反应,阻止了蚀孔内的微电池反应,而使蚀孔内金属表面(阳极区)同蚀孔外自由暴露表面(阴极区)之间组成闭塞腐蚀电池。在蚀孔内发生下面腐蚀反应: Fe— Fe +2e 随之发生水解,生成H : Fe2 +2H20-*'FeOH +H 随着腐蚀的进行,蚀孔内的H 浓度增加,pH值降低,使蚀孔内呈酸性,加速了孔内铁的溶解。在蚀孔口,FeOH 和FeE 被溶解氧氧化: 4FeOH + 02+4H --.4r~OS2 +2H20 4re2 +O2+4H --.4re3 +2H20 反应产物随后发生水解: FeOH2 +H2O— Fe(0H) +H Fe3 +HEO-*'FeOH2 +H 04和铁锈的沉积: 2FeOH2 +Fe +H2O—}Fe3O4+6H Fe(OH)2++OH一— FeOOH+S20 在蚀孔外部,溶解氧还原: 02+2H20+4e--~40H一 铁锈的还原: 2FeOOH-*'F%o3+ H20 这一区域由于阴极产生的OH-导致pH值增大而钝化,并且部分地受到蚀孔内部阳极过程所释放的电子的阴极保护作用。这样就构成活化(孔内)一钝化(孔外)腐蚀电池,促使孔内金属不断溶解,蚀孔外表面发生氧的还原。由于点蚀的过程具有自催化特征,从而促进腐蚀破坏的迅速发展。 5 软化水腐蚀的影响因素 (1)溶解氧浓度的影响 软化水中的溶解氧对金属腐蚀起着重要的作用,它起着阴极去极化剂的作用,促进金属的腐蚀。即使在氧浓度很低的情况下,也能引起严重的腐蚀。随着氧含量的增加,腐蚀速度加快。 (2)Cl-的影响 氯离子的极化度高,半径小,因此具有很高的极性和穿透性,易优先吸附于金属表面,特别是在金属表面成膜有缺陷或薄弱处或者在有缝隙的地方及应力集中的小孔处密集。在孔蚀发展过程中,随着蚀孔内金属离子的不断增多,为保持电中性,孔外C1-优先向蚀孔内迁移,引起蚀孔内进一步酸化,使蚀孔内处于HCI腐蚀环境下,促使孔内金属的不断溶解,并伴随着H 的生成,反应如下: 2HCl+Fe-*'FeC12+H2 溶液中cl-的存在,加速了孔蚀的自催化腐蚀过程,Cl-浓度越高,孔蚀速度越快。(3)pH值的影响 碳钢在pH值为4~10的水中,腐蚀速率几乎不变,由溶解氧的浓度扩散控制整个腐蚀过程,

锅炉管道腐蚀的原因分析和建议

锅炉管道腐蚀的原因、分析及建议 ×××(××××××××××发电有限责任公司×××××× 044602) 摘要:四管爆漏是火力发电厂中常见、多发性故障,而管道的腐蚀常常中四管泄漏的重要原因。大部分管道腐蚀的初始阶段,其泄漏量和范围都不大,对于故障的部位不好确定和判断。一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大,发展成为破坏性泄漏或爆管,严重威胁着火力发电厂的安全稳定运行,故本文对锅炉四管腐蚀的原因进行了分析并根据相应的原因提出了一些建议。 关键词:腐蚀、硫化物、氯化物 0 前言 腐蚀是火力发电厂中常见的故障。腐蚀的初始阶段,没有明显的现象或其泄漏量和范围都小,对于故障的部位不好确定和判断。一般要经过几天或更长时间泄漏程度才会逐渐增大,同时局部的泄漏会冲刷周围邻近的管壁,造成连锁性破坏,危及到整个锅炉运行的安全。1.腐蚀的原因 广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。 狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用,使金属性能发生变化,导致金属,环境及其构成系功能受到损伤的现象。 1.1管内壁腐蚀:也称水汽侧腐蚀。 1.1.1溶解氧腐蚀。 1.1.2垢下腐蚀。 1.1.3碱腐蚀 1.1.4氢损伤。 1.1.5铜氨化合物腐蚀。 1.2烟气侧腐蚀。 1.2.1高温腐蚀。

1.2.2低温腐蚀。 1.3应力腐蚀,也称冲蚀。指管道受到腐蚀和拉(压)应力的综合效应。 3.设备发生腐蚀的理论原因分析 3.1管内壁腐蚀 3.1.1溶解氧腐蚀 由于Fe与O2、CO2之间存在电位差,形成无数个微小的腐蚀电池,Fe是电池中的阳极,溶解氧起阴极去极化作用,Fe比O2等的电位低而遭到腐蚀。 当pH值小于4或在强碱环境中,腐蚀加重,pH值介于4~13之间,金属表面形成致密的保护膜(氢氧化物),腐蚀速度减慢。腐蚀速度与溶解氧的浓度成正比,随着给水速度提高、锅炉热负荷增加、溶解氧腐蚀也随之加剧。 3.1.2垢下腐蚀 由于给水质量不良或结构缺陷防碍汽水流通,造成管道内壁结垢。垢下腐蚀介质浓度高,又处于停滞状态,会使管内壁发生严重的腐蚀,这种腐蚀与炉水的局部浓缩有关。如果补给水或因凝汽器泄漏(河水)使炉水含碳酸盐,其沉积物下局部浓缩的炉水(沉积着高浓度的OH-)pH值上升到13以上时发生碱对金属的腐蚀。如果凝汽器泄漏的是海水或含Cl-的天然水,水中的MgCl2、CaCl2将进入锅炉、产生强酸HCl,这样沉积物下浓缩的炉水(很高浓度的H+)pH值快速下降,而发生对金属的酸性腐蚀。 3.1.3碱腐蚀 游离碱会在多孔性沉积物和管内表面浓缩,浓缩的强碱会溶解金属保护膜而形成铁酸根与次铁酸根离子的混合物,当管壁表面局部碱浓度超过40%时,会释放出氢气,从而形成金属表面深而广的腐蚀,也称延性腐蚀。 3.1.4氢损伤(氢损伤实际就是酸性腐蚀) 一般情况下给水与管壁(Fe)发生反应生成H2和Fe3O4。 保护膜Fe3O4阻隔H2进入管壁金属而被炉水带走,当给水品质不佳或管内结垢会生成Fe2O3和FeO。 Fe2O3、FeO比较疏松、附着性很差,有利于H2向管壁金属的扩散,高温下晶界强度低,H2与钢中的碳和FeC反应生成CH4。

锅炉形成水垢原因及其处理措施

锅炉形成水垢原因及其处理措施(1) 1 水垢的形成及性质 水垢的形成是一个复杂的物理化学过程,其原因有内因和外因两个方面。一是水中有钙、镁离子及其它重金属离子存在,是水垢形成的根本原因也叫内因;二是固态物质从过饱和的炉水中沉淀析出并粘附在金属受热面上,是水垢形成的外因。当含有钙、镁等盐类杂质的水进入锅炉后,吸收高温烟气传给的热量,钙、镁盐类杂质便会发生化学反应,生成难溶物质析出。随着炉水的不断蒸发逐渐浓缩,当达到一定浓度时,析出物就会成为固体沉淀析出,附着在锅筒、水冷壁管等受热面的内壁上,形成一层“膜”,阻碍热量传递,这层“膜”称之为水垢。 水垢的组成或成分是比较复杂的,通常都不是一种单一化合物,而是以一种化学成分为主,并同时含有其它化学成分。按其水垢的化学成分,一般可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、氧化铁水垢、含油水垢、混合水垢及泥垢等几种。 水垢是一种导热性能极差的物质,仅为锅炉钢材的十分之一到数百分之一(钢材的导热系数为46.5~58.2w/m.k),是“百害之源”。在各种水垢中,硅酸盐水垢最为坚硬,导热性能非常小,容易附着在锅炉受热面最强的蒸发面上,是危害最大的一种水垢。 2 水垢的预防 要保证锅炉不结垢或薄垢运行,就要加强锅炉给水处理,这是保证锅炉安全和经济运行的重要环节。预防水垢生成,通常采用下列方法来预防: 锅内水处理。此法主要是向炉水中加入化学药品,与炉水中形成水垢的钙、镁盐形成疏松的沉渣,然后用排污的方法将沉渣排出炉外,起到防止(或减少)锅炉结垢的作用。炉内加药水处理一般用于小型低压火管锅炉。锅内水处理常用的药品有:磷酸三钠、碳酸钠(纯碱)、氢氧化钠(火碱、也称烧碱)及有机胶体(栲胶)等。加药时,应首先将各种药品配制成溶液,然后再加入锅炉内。通常磷酸三钠的溶液浓度为5~8%,碳酸钠的溶液浓度不大于5%,氢氧化钠的浓度不大于 1~2%。加药方法有定期和连续加药两种。定期加药主要靠加药罐进行加药;连续加药则在给水设备前,将药连续加入给水中。对于蒸汽锅炉,最好采用连续加药法,这样可使炉内保持药液的均匀。凡采用锅内水处理的,应加强锅炉排污,使已形成的泥渣、泥垢等排出炉外,收到较好效果。

锅炉受热面高温腐蚀原因分析及防范措施

锅炉受热面高温腐蚀原因分析及防范措施 Cause Analysis and Protective Measues to High-temperature Corrosion On Heating Surface of Boiler 张翠青 (内蒙古达拉特发电厂,内蒙古达拉特 014000) [摘要]达拉特发电厂B&WB-1025/18.44-M型锅炉在九八及九九年#1、#2炉大修期间,检查发现两台炉A、B两侧水冷壁烟气侧、屏式过热器迎火侧、高温过热器迎火侧存在大面积腐蚀,根据腐蚀部位、形态和产物进行分析,锅炉受热面的腐蚀属于高温腐蚀,其原因主要与炉膛结构、煤、灰、烟气特性及运行调整有关,并提出了防范调整措施。 [关键词] 锅炉受热面;高温腐蚀;机理原因分析;防范措施

达拉特发电厂#1~#4炉是北京B&WB公司设计制造的B&WB-1025/18.4-M型亚临界自然循环固态排渣煤粉炉。锅炉采用前后墙对冲燃烧方式。设计煤种为东胜、神木地区长焰煤。在九八及九九年#1、#2炉大修期间,检查发现两台炉A、B两侧水冷壁烟气侧、屏式过热器迎火侧、高温过热器迎火侧存在大面积腐蚀,两台炉腐蚀的产物、形状及部位相似。腐蚀区域水冷壁在标高16~38米之间及屏式过热器、高温过热器沿管排高度,腐蚀深度在0.4~1.0mm之间,最深处达1.7mm,腐蚀面积达500平方米左右。腐蚀给机组安全运行带来严重隐患。 1.腐蚀机理原因 1.1锅炉炉膛结构 锅炉炉膛结构设计参数见下表: 高40%多,同时上排燃烧器至屏过下边缘高度值比推荐范围的下限还低1.8米,这就导致燃烧器布置过于集中、燃烧器区域局部热负荷偏大、该区域内燃烧温度过高,实测炉膛温度达1370~1430℃。燃烧温度偏高直接导致水冷壁管壁温度过高,理论计算该区域水冷壁表面温度为452℃。大量的试验研究表明当水冷壁管壁温度大于400℃以后,就会产生明显的高温腐蚀。 1.2 煤、灰、烟气因素 蒙达公司实际燃煤是东胜、神木煤田的长焰煤和不粘结煤的混煤。:燃煤中碱性氧化物含量较高,灰中钠、钾盐类含量高,平均值达3.85%,含硫量偏高。 1.3 运行调整不当 为了分析运行调整因素对腐蚀的影响,在A、B侧水冷壁标高20、25、28米处安装了三排烟气取样点,每排三个,共18个。分析烟气成分后发现,燃用含硫量高的煤种时,由于燃烧配风调整不合理,省煤器后氧量偏大(实侧值 气体,加剧了高温腐蚀的产生与发展。 4.35%),导致燃烧过程中生成大量的SO 2 2.腐蚀类型 所取垢样中,硫酸酐及三氧化二铁的含量最高,具有融盐型腐蚀的特征,属于融盐型高温腐蚀。从近表层腐蚀产物的分析结果看,S和Fe元素含量最高,具有硫化物型腐蚀特征,说明存在较严重的硫化物型腐蚀。因此,达拉特发电厂的锅炉高温腐蚀是以融盐型腐蚀为主并有硫化物腐蚀的复合型腐蚀。 3.防止受热面高温腐蚀的措施 2.1.采用低氧燃烧技术组 由于供给锅炉燃烧室空气量的减少,因此燃烧后烟气体积减小,排烟温度下 的百分数和过量空气百分数之间降,锅炉效率提高。燃油和煤中的硫转化为SO 3 的转化明显下降。的关系是,随着过量空气百分数的降低,燃料中的硫转化为SO 3

锅炉水冷壁高温腐蚀原因及预防措施

锅炉水冷壁高温腐蚀原因及预防措施 文件管理序列号:[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

水冷壁高温腐蚀的原因分析及预防措施 我厂#2炉在本次B 级检修中发现水冷壁存在高温腐蚀现象,高温腐蚀区域大约在D 层燃烧器与 层燃烧器之间, 在这一区域水冷壁高温腐蚀后,壁厚明显减薄,最薄处仅有5mm, 因而强度降低,极易造成水冷壁爆管和泄漏,危及锅炉安全运行。 针对水冷壁高温腐蚀问题,生产部、调度部、运行分场进行了多次分析和探讨,认为我厂水冷壁高温腐蚀的原因大致有以下几个原因: 1、我厂燃煤为山西贫煤,该煤种含硫及硫化物较多,高含硫量使煤在燃烧中产生较多的腐蚀性物质,直接导致水冷壁的高温腐蚀。同时,由于近年来煤炭市场供求关系的转换,煤质难以得到保证,由于煤质较杂多变,运行中往往引起煤粉变相,着火点推迟,燃烧速度低等一系列问题。 2、我厂锅炉为亚临界锅炉,饱和水温约为360 ℃,水泠壁温度可达400℃,在该条件下管壁被氧化,使受热面外表形成一层Fe 2O 3和极细的灰粒污染 层,在高温火焰的作用下,灰分中的碱土金属氧化物(Na 2O 、K 2O )升华,靠扩散 作用到达管壁并冷凝在壁面上,与周围烟气中的SO 3化合生成硫酸盐。管壁上的硫 酸盐与飞灰中的Fe 2O 3及烟气中的SO 3作用,生成复合硫酸盐,复合硫酸盐在 550℃-710 ℃范围内呈液态,液态的复合硫酸盐对管壁有极强的腐蚀作用。 3、我厂入炉煤粉长期偏向,造成煤粉直接冲刷水冷壁,在水冷壁附近区域造成还原性气氧,导致高温腐蚀。 4、我厂为四角切圆燃烧锅炉。当一、二次风射流喷出燃烧器后由于受到上游邻角气流的挤压作用及左右两侧不同补气条件的影响,使气流向背火侧水冷壁

不锈钢腐蚀的机理

不锈钢腐蚀的机理 1 氯离子对不锈钢腐蚀的机理 在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高[1 ] 。 氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为 2 穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合 ,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子,与金属形成氯化物,氯化物与 法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理[2 ] 在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明,应

超临界机组防止高温氧化皮集聚脱落造成设备损害的技术措施

防止高温氧化皮脱落对机组造成危害的技术措施高温氧化皮是指金属与高温蒸汽中的氧发生氧化反应而生成的氧化物。在我国高温氧化皮研究是在2000年以后正式被提上议程,随着超临界发电机组在国内的不断投产,防止高温氧化皮生成、脱落对机组安全运行造成的危害越来越被重视。 一、高温氧化皮的特性 1、高温氧化皮生成具有阶段性:高温蒸汽管道的氧化皮在560℃以下生成非常慢,在560℃~590℃之间生成较快,超过590℃~620℃之间生成速度很快(超临界机组设备厂家和运行规程规定,锅炉主汽温度禁止超过590℃,一是考虑金属应力变形,二是考虑氧化皮问题),620℃以上又呈下降趋势。也就是说高温氧化皮生成具有阶段性。以前125MW机组、200MW 及300MW强制循环机组,由于温度不超过560℃,很少考虑氧化皮问题。 2、高温氧化皮随着机组连续运行时间延长厚度会逐渐增加,达到一定厚度会脱落,特别是在温度突变时,脱落速度会加快且成片脱落。 3、高温氧化皮开始生成速度较快,当形成氧化膜层后,生成速度逐渐减缓。 4、不同钢材抗氧化皮性能所有不同。 二、氧化皮脱落的危害及处理 1、机组连续运行时间越长,氧化皮层越厚,氧化皮脱落的可能性越大;温度反复突变,氧化皮越容易脱落。运行中氧化皮脱落,对汽轮机喷嘴、阀芯、叶片等部件产生冲击,容易损坏汽机部件。锅炉停炉及点火过程中,由于管道没有蒸汽流动或蒸汽量很小,脱落的氧化皮就会沉积在管道的下部或联箱的底部,容易造成部分管道的流通面积减小,在机组并网后锅炉燃料增加,烟温逐渐升高,部分流通面减小的过热器管因得不到蒸汽的充分冷却,就会超温,金属的分子结构发生改变,强度下降最后爆管。 2、防止氧化皮大面积快速脱落,一是保持温度升降平稳,避免大起大落,也就是在正常运行调整中,避免给水量大幅变化、减温水阀门突开突关;二是机组连续运行一段时间后(一般为2200小时),采用降温降压大流量冲刷一次,使已形成一定厚度但量不是太大的氧化皮脱落,随着蒸汽带走。这里所说的降温降压大流量冲洗,是指汽机调门全开,主汽和再热汽温度降至520℃,维持85%左右额定负荷运行4~6个小时。为什么选择这样的参数,原因如下:一、这样的参数,锅炉已达额定蒸汽量即大流量;二、降温降压的目的是增大蒸汽流量,提高锅炉管道蒸汽的流速,增强冲洗效果;三、汽机调门全开目的是降低进入汽轮机叶片等设备的流速,减少蒸汽携带的固态氧化皮对设备的冲击而可能造成的损害;四、主汽温度选

余热锅炉积灰和腐蚀机理与防范措施(正式)

编订:__________________ 单位:__________________ 时间:__________________ 余热锅炉积灰和腐蚀机理与防范措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-8664-36 余热锅炉积灰和腐蚀机理与防范措 施(正式) 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 余热锅炉是余热回收的主要手段之一,其特点为热负荷不稳定、烟气中含尘量大、烟气有腐蚀性。下面,简述积灰和腐蚀形成的机理,以及积灰和腐蚀的防范。 1.积灰形成的机理 余热锅炉受热面上的积灰一般可分为松散性、粘附性和粘结性三种。 (1)松散性的积灰。由于分子引力和静电引力的作用而形成,主要发生在低温区的锅炉受热面上,一般是小于200mm的微小颗粒,大部分是10~50μm。它往

往在管子背部形成,只有在烟速很小或烟尘颗粒很细时才会在管子的正面形成。这种积灰会大大恶化传热效果,但很容易用机械清灰法除掉。 (2)粘附性的积灰。主要是在烟尘中含有较多低熔点金属元素的情况下形成,这些金属元素的氧化物或硫化物,在高温烟气中大都呈气态,烟温降低时即形成凝结物,变成粘附性较强的物质。它对管子表面附着力很强,易积成封闭性的灰环,如不施加外力一般不会自行脱落。但因质地较松软,即使积灰厚度增加也不会结成硬壳,通过振打吹扫即可清除。 (3)粘结性的积灰。产生在高温区和“过渡温区”。当烟气对管子横向冲刷时,主要在管子的正面形成,会引起烟气阻力迅速增加,直到烟道完全堵塞被迫停炉为止。粘结性积灰是烟尘颗粒呈熔融状态或呈粘性状态所引起的,也可能是活性固体颗粒与烟气中某些成分起化学反应,在积灰的沉积层上发生了二次物理

锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及预防措施

锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及预防措施 发表时间:2019-11-18T13:31:35.660Z 来源:《中国电业》2019年14期作者:侯启聪 [导读] 对大唐鲁北电厂2×330MW机组锅炉水冷壁产生高温腐蚀的原因进行分析。 摘要:对大唐鲁北电厂2×330MW机组锅炉水冷壁产生高温腐蚀的原因进行分析,认为其主要是主燃烧器区二次风和一次风配比不合理,造成风粉脱离,含粉气流贴壁冲刷,在水冷壁区域形成局部还原性气氛所致。文章针对锅炉水冷壁高温腐蚀的原因及预防措施,进行简要的剖析研究。 关键词:锅炉;水冷壁;高温腐蚀;燃烧 鲁北电厂330MW锅炉是采用美国燃烧工程公司(CE)的引进技术设计和制造的。锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉,采用平衡通风、四角切圆燃烧方式,。锅炉以最大连续负荷(即BMCR工况)为设计参数,锅炉的最大连续蒸发量为1020t/h;机组电负荷为330MW(即TRL工况)时,锅炉的额定蒸发量为969t/h。 锅炉设计燃料为烟煤,收到基硫0.41%,校核煤种收到基硫0.6%。 1高温腐蚀的现象及原理 机组停备水冷壁防磨防爆检查发现,腐蚀严重的区域大都位于燃烧器喷出后射流的中下游。腐蚀区域的水冷壁表面一般呈黑褐色,外层松软、内层坚硬,剥落坚硬层后,垢状物与水冷壁管结合面处层蓝色。腐蚀区域大多水冷壁表面不清洁,有较多的灰沾污。大唐鲁北电厂1、2号炉水冷壁发现腐蚀区域水冷壁表面有未燃尽的煤粉附着,再往里有较多的黄色硫化物。 通过收集资料汇总发现,近几年山东省相继有多台电厂锅炉发生严重的水冷壁高温腐蚀,如黄台电厂8号炉(1000t/h)、华能德州电厂1-4号炉(1000t/h)、南定电厂1、2号炉(410t/h)、潍坊电厂1、2号炉(1000t/h)、青岛电厂1、2号炉(1000t/h)等,腐蚀最严重的锅炉水冷壁最小壁厚仅1.3mm,腐蚀速度2mm/a。上述各台锅炉发生高温腐蚀的区域基本相近,都在燃烧器出口射流中下游区域,高度在燃烧器中心线附近,且管子向火侧的正面点腐蚀速度最快。水冷壁发生高温腐蚀后,壁厚减薄,强度降低,容易造成爆管泄漏,影响锅炉安全运行。有腐蚀物分析基本可确定,大唐鲁北1号炉水冷壁高温腐蚀属于硫化物型高温腐蚀。这种腐蚀主要是由煤中的黄铁矿硫造成的。 2水冷壁高温腐蚀原因分析 2.1煤种问题 煤种是造成高温腐蚀的主要原因之一。煤中的硫和硫化物是形成腐蚀物质的基础,而煤的燃烧特性则直接影响贴壁还原性气氛的生成。 对发生高温腐蚀的锅炉所燃用煤质统计分析表明,大部分锅炉燃煤的含硫量均在1.2%以上,有些甚至高达3%。高含硫量使煤在燃烧中产生更多的腐蚀性,加速水冷壁腐蚀。根据山东省锅炉高温腐蚀情况普查结果,发生严重高温腐蚀的多为1000t/h以上高参数、大容量锅炉,中小型锅炉较少出现高温腐蚀。南定电厂1、2号炉均为410t/h锅炉,但也出现严重高温腐蚀,这其中有燃烧器结构布置方面的原因,但更重要的是煤质。 2.2炉内燃烧风粉分离 这是四角切圆燃烧锅炉普遍存在的问题。目前四角切圆燃烧锅炉普遍采用集束射流着火方式,一二次风间隔布置并以同一角度平行射向炉内。理想的着火应是一次风喷出后不久即被动量较大的二次风所卷吸,射流轨迹变弯,形成转弯的扇形面,并卷吸周围高温烟气,形成着火区,着火后的一次风被卷入二次风射流中燃烧。由于一次风射流混入动量大的二次风中,使火炬射流刚性加强,不易受干扰,从而在整个燃烧器区域内形成一个燃料与空气强烈混合的、稳定燃烧的旋转火炬。 但炉内实际燃烧过程并非如此。为保证稳定燃烧,一次风出口风速通常控制比较低(20—25m/s),而二次风速一般在40—50m/s之间,从而一二风的射流刚性相差较大。一二次风射流喷出燃烧器后由于受到上游邻角气流的挤压作用及左右两侧不同补气条件的影响,使气流向背火侧水冷壁偏转,此时刚性较弱的一次风射流比二次风偏转更大角度,从而使一二次风分离。一二次风的刚性相差越大,这种分离现象越明显。由于部分一次风射流偏离二次风,煤粉在缺氧状态下燃烧,在射流中下游水冷壁附近形成还原性气氛,这是引发高温腐蚀的一个重要原因。 2.3运行调整方面 2.3.1配风状况差 锅炉二次风门普遍采用气动执行机构控制,由于种种原因风门控制大都较乱,加上锅炉一二次风配比不合理,炉内配风状况很差。这也是造成一二次风混合不完全,煤粉着火和燃尽差,煤粉贴壁燃烧的原因之一。 2.3.2燃烧配风状况差 部分锅炉设备由于辅机设备问题,造成满负荷工况供风不足。如潍坊电厂1、2号炉由于排烟温度低,空预器积灰严重,阻力增大,造成送、引风机出力不足,满负荷运行时炉膛出口氧量不足1%(设计值为4%),远远不能满足锅炉正常燃烧要求。由于总风量不足,使燃烧器区域的缺氧燃烧状况更加严重,对预防高温腐蚀非常不利。 通过以上分析,认为鲁北1号炉高温腐蚀的主要原因是:锅炉长期高负荷、大煤量运行工况下,主燃烧器区二次风和一次风配比不合理,一次风粉射流在炉内上升过程中,受到刚性较强的二次风射流的挤压和下游二次风射流的牵引,造成风粉脱离,含粉气流贴壁冲刷,在水冷壁区域形成局部还原性气氛。而给煤量大大偏离设计值造成的入炉煤粉浓度加大,以及含硫量的增高加剧了腐蚀的速度。 3预防高温腐蚀的措施方法 造成高温腐蚀的主要原因是煤质、设备、运行三个方面。从目前情况看,要改变煤种非常困难,依靠燃烧调整来预防高温腐蚀也有一定难度且效果不理想,因此,只有通过设备改造来预防高温腐蚀才是最根本有效的方法。 3.1侧边风技术 所谓侧边风就是在高温腐蚀区域的上游水冷壁或在高温腐蚀区域水冷壁上安装喷口,向炉膛内通入空气。采用侧边风的主要目的是改变水冷壁高温腐蚀区域的还原性气氛,增加局部含氧量。一般情况下以二次风作为侧边风的风源。根据侧边风结构及布置方式又分为贴壁型和射流型2种。贴壁型侧边风一般采用在水冷壁鳍片上开孔的方式,开孔位置在高温腐蚀区域内,依据腐蚀面积大小决定开孔数目的多少。二次风有小孔进入炉膛后,受炉内烟气运动影响,很快偏转附着于水冷壁管上,在高温腐蚀区域水冷壁表面形成一层空气保护膜。贴

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