火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护
摘要：电力能源在社会生产以及人们日常生活中扮演着重要角色。近些年，随着社会发展步伐的进一步加快，社会对电力需求量也在快速增长，这大大地增加电力工业的生产负荷。因此，火电厂锅炉容量也相应增加以满足生产需求。而锅炉水冷壁高温腐蚀是当前许多火电厂需要面对的一个常见问题，影响了火电厂的安全生产。所以，对水冷壁高温腐蚀进行研究，并找出有效的防护策略具有重要意义。
关键词：火电厂；锅炉；水冷壁；高温腐蚀
1水冷壁高温腐蚀的危害
1.1容易发生突发性爆管事故
锅炉燃烧过程中，煤炭燃烧时产生的大量灰分会撞击水冷壁管，切削了其管表面，降低了管的厚度与强度，一旦受高温作用，水冷壁存在较高的突发性爆管风险，严重减低火电厂电力生产的安全性。此外，如果发生爆管事故，必然锅炉要停止运行进行抢修，这样还会增加火电厂的生产成本，对火电厂的生产进度造成不利影响。
1.2使管壁变薄
相关研究表明，由于腐蚀与磨损，锅炉水冷壁管厚度减少1mm/年左右，而腐蚀严重的部位，锅炉水冷壁管厚度减少量甚至达到6mm/年左右，这都会影响锅炉的安全运行，为火电厂生产埋下安全隐患。
2水冷壁高温腐蚀的机理和条件
在大型燃煤锅炉中，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，过程如下：
2Fe+O2=2FeO
4FeO+O2=2Fe2O3或4Fe+3O2=2Fe2O3
当飞灰和烟气中含有如硫化物、氯化物等腐蚀性成分时，发生以下化学反应：
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及改造措施
超临界锅炉采用高温高压工作状态，在运行过程中容易出现水冷壁高温腐蚀问题。水冷壁高温腐蚀是指锅炉水冷壁在高温条件下与燃烧物质中的腐蚀性物质发生化学反应，导致水冷壁材料表面的腐蚀和损伤。水冷壁高温腐蚀主要有火室侧和渣穴侧两种腐蚀形式。
火室侧高温腐蚀主要由固定在内部火室墙面上的眼镜体、硅酸盐等成分的高背渣和泥浆形成的粘结层、金属表面钙镁砂浆发生的化学反应而引起。火室侧温度较高，氧气含量较低，硅酸盐和其他腐蚀性物质在高温下会与金属表面发生反应，产生腐蚀产物，从而导致水冷壁表面的腐蚀和材料损伤。
渣穴侧高温腐蚀主要是由与碱性渣浆反应生成电解质、生成高背渣所带入的渣浆、金属表面的氧化膜等因素共同作用形成的。渣穴侧的高温腐蚀主要发生在锅炉的低温侧，渣浆中的高背渣与金属表面的化学反应可以导致水冷壁表面的腐蚀和损伤。
1. 改变炉膛结构：通过调整燃烧器布置、增加河底避流板、调整布风、增加保温层等措施，减少火室侧高温腐蚀。
2. 优化燃烧工艺：通过优化燃烧工艺参数，提高燃烧效率，减少可燃物质残留和产生的腐蚀性物质。
3. 加强渣穴清理：定期清理渣穴中的渣块和高背渣，防止其与金属表面发生反应。
4. 选择抗高温腐蚀材料：选择更高质量的材料，如合金材料，具有抗高温腐蚀性能，降低水冷壁的腐蚀程度。
5. 增强金属表面保护：在金属表面形成一层保护膜，防止腐蚀性物质直接与金属表面接触。
6. 加强水质管理：合理控制锅炉给水中的杂质含量，避免腐蚀物质进入水冷壁。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀主要由火室侧和渣穴侧两种腐蚀形式构成，并可能导致水冷壁表面的腐蚀和损伤。针对这一问题，可以通过改变炉膛结构、优化燃烧过程、加强渣穴清理、选材和表面保护等措施来减轻腐蚀程度，提高水冷壁的使用寿命。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及改造措施
超临界锅炉是一种高效、节能的发电设备，但是在运行过程中，锅炉水冷壁会受到高温腐蚀的影响，降低了锅炉的运行效率和寿命。本文将对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因进行分析，并提出改造措施。
1. 高温烟气腐蚀：超临界锅炉的烟气温度较高，使得烟气中的酸性物质（尤其是SOx和Cl-）对水冷壁产生腐蚀作用。当烟气内的酸性物质与水冷壁表面的水蒸气接触时，会发生气—液两相间的化学反应，产生酸性溶液并对水冷壁表面进行腐蚀。
2. 氧化腐蚀：锅炉水冷壁内部存在着氧气，当水冷壁内部的金属表面与氧气接触时，会发生氧化反应，使金属表面产生氧化物。氧化物的形成会导致水冷壁金属的腐蚀，在高温和高压的环境下，氧化物会与金属内部形成一个保护膜，阻碍了金属的继续腐蚀，但是当膜层破裂时，金属表面又会重新暴露在氧气中，导致腐蚀加剧。
3. 热应力腐蚀：循环水由于运行中的温度和压力变化，使得水冷壁受到热应力的影响，从而产生应力腐蚀。热应力腐蚀会导致水冷壁金属的晶粒形状发生变化，表面出现裂纹或剥落，进而加剧了水冷壁的腐蚀。
1. 酸洗处理：定期对水冷壁进行酸洗处理，清除表面的铁锈和氧化物，恢复金属表面的光洁度，降低腐蚀的可能性。
2. 材料改进：选用耐蚀性能较好的材料，如抗氧化、耐高温、耐酸性等特性的材料，改善水冷壁的抗腐蚀能力。
3. 防腐涂层：在水冷壁表面涂覆一层耐高温、耐腐蚀性能好的保护层，形成一层保护膜，防止水冷壁表面与高温烟气接触，降低腐蚀的风险。
4. 水质控制：控制锅炉循环水的水质，减少酸碱物质的含量，降低水冷壁的腐蚀速率。
5. 过量空气控制：控制锅炉的燃料供给和排烟系统，避免烟气中含有过多的酸性物质，减少水冷壁的酸蚀。
通过采取上述改造措施，可以有效地降低超临界锅炉水冷壁的高温腐蚀现象，延长锅炉的使用寿命，提高运行效率。
火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护
火电厂锅炉是供应电力的主要装备，其正常运行与维护对于电力行业至关重要。而锅炉的水冷壁是其重要的结构部分，它承受着锅炉内高温高压、强腐蚀性气体和化学物质的侵蚀，一旦发生故障将会危及锅炉及整个电厂的安全。因此，如何有效地防护锅炉水冷壁从而保证其长期稳定安全运行，一直是锅炉技术工作者及研究者需要深入探讨的问题。
1. 高温腐蚀机理
高温腐蚀是指在高温（>500℃）高压下的金属与环境气体中发生的氧化、硫化、酸化、盐辉等反应。对于火电厂锅炉水冷壁，其高温腐蚀主要分为三类：氧化腐蚀、硫化腐蚀和盐辉腐蚀。
（1）氧化腐蚀
锅炉内氧化气体会与水冷壁表面的金属发生反应，形成金属氧化物产物。金属氧化物膜密封性差，会使得金属表面不断被氧化，形成更多的氧化物。氧化腐蚀会导致水冷壁表面变薄，疏松、孔洞、开裂等现象，进而影响水冷壁的机械强度和冷却效果。
（2）硫化腐蚀
当锅炉燃烧含硫燃料时，燃料中的硫得不到完全燃烧，就会形成硫化物。硫化物与水冷壁表面的金属反应，形成硫化物和硫化氢。硫化腐蚀会使水冷壁表面形成硫酸盐产物，加速水冷壁的腐蚀。同时产生的氢氧化物，与水冷壁上的钠、钾离子结合形成高温颗粒，风冷管道中的高温颗粒对锅炉腐蚀性极大。
（3）盐辉腐蚀
盐辉腐蚀主要是指锅炉中氯、氧和水蒸气形成氧化物时，产生的氯化物和氢氧化物，随着水蒸气进入水冷壁表面，遇到高温部位会被分解生成氯化氢和氧化铁，并形成毒性腐蚀性很强的酸性环境，形成盐辉腐蚀。
2. 防护技术措施
针对锅炉水冷壁高温腐蚀，目前有以下技术措施可供选择。
（1）金属材料选择
提高材料抗腐蚀性能是有效的防腐技术。一般情况下，Cr、Mo等合金元素能够增强金属材料的耐点蚀性、进一步提高耐氧化性和耐腐蚀性能，而镍、钴等合金元素则能够增加材料的耐腐蚀性。
