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锅炉受热面高温腐蚀类型及其机理思考摘要：在电站锅炉检验中，锅炉受热面的高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程，严重影响着锅炉的安全、稳定运行。
我国大型火电站锅炉四管爆漏引起的停炉占机组非计划停用时间约40%，占锅炉设备非计划停用时间约70%。
受热面管的爆漏拉裂事故造成机组的非计划停运，对电厂的安全、可靠、经济运行威胁极大。
基于此，本文基于有效工作实际，总结了锅炉受热面高温腐蚀机理及预防措施，希望分析能够提高认识，从而为锅炉防治高温腐蚀提供有效参考。
关键词：电站锅炉；受热面管；高温腐蚀1、锅炉受热面高温腐蚀机理1.1硫酸盐型高温腐蚀当锅炉燃烧含硫量高和含有碱性物质的燃煤时，会在锅炉高温受热面部位产生硫酸盐型的高温腐蚀。
根据发生在锅炉水冷壁的高温腐蚀产物的研究分析，发现部分高温腐蚀积灰中含有大量的硫与碱金属元素，且以硫酸盐、焦硫酸盐、三硫酸铁钠等复合硫酸盐形式存在，其腐蚀过程包括两种方式：（1）在炉内高温环境下形成的带有粘性的碱金属硫酸盐，吸收氧化的二氧化硫后与金属氧化物发生化学反应生成熔点较低的钠、钾复合硫酸盐，当钠、钾复合硫酸盐中的钾与钠之比在1～4之间时，其熔点会降低到约550℃，管壁表面的Fe2O3氧化膜被复合硫酸盐熔解破坏掉，导致管壁持续腐蚀。
（2）炉内碱金属的熔盐腐焦硫酸盐蚀。
焦硫酸盐的存在温度大致在400～590℃，并且受烟气中SO3含量的影响，当SO3的浓度低于其存在温度所要求的浓度时，焦硫酸盐不会存在。
当温度在400～480℃时，烟气侧的腐蚀以焦硫酸盐为主，焦硫酸盐与金属表面的氧化膜发生反应生成硫酸盐，而在此温度下，硫酸盐不稳定，会分解成没有保护性的氧化膜，外露的金属会逐步被氧化[1]。
1.2硫化物型高温腐蚀硫化物型高温腐蚀主要发生在火焰冲刷壁管的情况下，煤粉中含有的黄铁矿受热分解出游离态的硫，在炉膛壁面附近的还原性气体和腐蚀性气体氛围中，游离态的硫和高温下的水冷壁管壁金属发生化学反应，生成铁的氧化物和硫化物，腐蚀水冷壁管壁，当温度高于350℃时腐蚀过程进行的很快。
锅炉受热面高温腐蚀的机理及防范措施锅炉受热面高温腐蚀是指在高温工作条件下，锅炉受热面材料发生化学反应而引起的腐蚀现象。
锅炉受热面高温腐蚀一般分为氧化腐蚀、助燃剂腐蚀、灰腐蚀和酸性腐蚀等几种类型。
为了防止锅炉受热面高温腐蚀，需要采取一系列的防范措施。
首先，氧化腐蚀是指受热面材料与氧气在高温条件下发生反应产生氧化物的腐蚀现象。
为了防范氧化腐蚀，可以通过采用耐高温材料、控制燃烧过程中氧浓度和减少受热面的氧化物形成。
选用高温耐腐蚀材料，如耐热合金、耐火材料等，可以提高受热面材料的耐腐蚀性能。
同时，控制燃烧过程中的氧浓度，降低烟尘氧化反应的速率，可以减少腐蚀的发生。
此外，可以通过脱硫、除尘等措施，减少受热面材料上的氧化物形成，从而降低氧化腐蚀。
助燃剂腐蚀是指在高温条件下，受热面材料与助燃剂中的硫、氯等元素发生反应而引起的腐蚀现象。
为了防范助燃剂腐蚀，可以采用硫氧结合方法、合理控制燃烧过程中的氯量、选择耐蚀材料等措施。
硫氧结合方法是将硫氧结合物（如镁、钙、锶等）加入燃料或燃烧剂中，使之与燃烧过程中产生的SO2等硫化物反应，形成硫氧结合物沉降在受热面上，防止硫腐蚀的发生。
合理控制燃烧过程中的氯量，降低烟尘中氯化物的含量，可以减少助燃剂腐蚀的发生。
此外，选择耐蚀材料，如耐酸钢、耐磨钢等，可以提高受热面的抗腐蚀性能。
灰腐蚀是指在高温条件下，受热面材料与烟尘中的主要成分之一的碱金属发生反应而引起的腐蚀现象。
为了防范灰腐蚀，可以采用降低烟尘中碱金属含量、增加受热面温度和选择耐蚀材料等措施。
降低烟尘中碱金属含量可以通过煤炭处理、喷煤等方式实现。
增加受热面温度，可以使反应速率提高，减少灰腐蚀的发生。
选择耐蚀材料，如耐磨钢、耐酸钢等，可以提高受热面的抗腐蚀性能。
酸性腐蚀是指在高温条件下，受热面材料与燃料中的含硫物质发生反应而引起的腐蚀现象。
为了防范酸性腐蚀，可以采用脱硫、减少燃料中含硫物质、选择耐蚀材料等措施。
脱硫是指通过采用燃烧后脱硫和洗涤法脱硫等方式，降低燃料中硫含量，减少酸性腐蚀的发生。
锅炉高温受热面氧化皮形成机理及防治措施发布时间：2022-01-11T05:17:03.526Z 来源：《当代电力文化》2021年29期作者：侯启聪[导读] 氧化皮是钢铁在高温下发生氧化作用而形成的腐蚀产物，由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。
侯启聪大唐山东电力检修运营有限公司山东青岛 266500摘要：氧化皮是钢铁在高温下发生氧化作用而形成的腐蚀产物，由氧化亚铁、四氧化三铁、三氧化二铁组成。
其中氧化亚铁结构非常疏松，致密性最差极易发生断裂，而四氧化三铁、三氧化二铁结构相对致密，具有一定的保护性关键词：氧化皮；形成原因；防范措施1、氧化皮问题现状及危害锅炉受热面管内氧化皮问题，国际上已经出现和研究了将近50年。
上世纪90年代，超超临界火电机组诞生，蒸汽温度达到600℃ /600℃机组效率达到44-45%，供电煤耗达到280g/kWh，在显示优越经济性的同时，伴随着出现了过热器及再热器氧化皮问题。
亚临界机组正常运行温度（541℃）此时炉内受热面实际温度（ 541℃＋ 50℃＝ 591℃）；超临界机组正常运行温度（571℃）此时炉内受热面实际温度（571℃＋ 50℃＝ 621℃）；经研究蒸汽温度在538 ℃以下，锅炉一般不发生氧化皮剥落的问题，而蒸汽温度在570℃以上时受热面就会发生所生成的氧化皮剥落事故，特别是超临界锅炉不可避免产生氧化皮脱落。
氧化皮主要造成两类安全性问题（1）道的蒸汽侧氧化导致锅炉局部过热，超温爆管，降低机组可用率（2）汽轮机叶片固体颗粒侵蚀（SPE）2、氧化皮生成机理在氧化过程中，金属的氧化是通过氧离子和金属离子的扩散来进行的，金属氧化的本质涉及正负离子的扩散。
正是由于金属及所处反应环境中，离子浓度，化学位，电位的不平衡势差促使了离子的扩散，成为金属氧化的内部原动力。
在高温水蒸气环境下由于蒸汽分解产生的氧分压大于由氧化铁和其他合金氧化物解离产生的氧分压，使得氧离子能比较容易的通过氧化层不断到达内部氧化界面形成铁铬尖晶层，同时金属提供必须的电子和金属离子，从内部扩散穿过氧化层，到达外部界面构成铁磁体层，从而形成初始的双层氧化层。
防止锅炉受热面高温腐蚀的技术措施
在锅炉炉膛内的高温火焰及高温烟气区，受热面的外部腐蚀称为高温腐蚀。
高温腐蚀使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，因而导致泄漏和爆破事故，甚至被迫停炉处理。
#1、2炉不同程度的存在着高温腐蚀现象，为减轻受热面的高温腐蚀，特制定本措施。
1合理调整锅炉燃烧，保持炉内火焰在正确位置，防止火焰偏斜，而直接冲刷水冷壁。
2保持锅炉氧量在3～5%，防止水冷壁管壁周围形成还原性气氛。
3调整粗粉分离器挡板和磨煤机通风量以及排粉机出力，降低煤粉粒度，控制煤粉细度R90≤12%。
4根据煤质情况，保持较高的磨煤机出口温度，提高三次风风温，以利于三次风粉的燃烧。
5低负荷情况下，尽量减小上排给粉机的出力，保证三层给粉机运行转速上小下大的梯度，同时减小上一次风量。
6保证燃烧稳定，使同层给粉均匀。
7在开停制粉时，及时开关制粉系统吸潮阀。
82能源环保与安全一、前言随着我国工业的高速发展，对各种工业设备的应用水平有了更高的要求。
为了有效保障锅炉得到更加良好的运转，对其受热面往往有着比较高的要求，这样才能保证锅炉的运行效率。
因此，有必要对锅炉受热面损坏的原因进行深入探讨，并提出一些有效的保护措施，不断提高锅炉的利用率。
二、锅炉受热面损坏的常见原因高温腐蚀。
高温腐蚀是指在煤粉锅炉高温火焰和烟气区域，过热器和悬挂件外部出现的一种腐蚀现象，其属于一个比较复杂的物理化学过程，和有关煤反应的机理是一样的，由于煤自身的复杂性和对其研究发展的限制，这些机理和推理结果往往在定量描述上，还不是非常准确。
从目前对高温腐蚀的进一步研究来看，主要是由于壁面和积灰层间的一层液相反应而产生的。
污染后的受热面，会受到灰渣和烟气的复杂化学反应，受热面表层集灰也往往由两部分构成，内层的会比较密实，和管子的黏结牢固性比较强，不是非常容易被清除，外层的会比较松散，容易被有效清除。
造成锅炉受热面损坏的因素很多，其中一个因素是锅炉受热面出现了磨损。
在锅炉实际运行期间，受热面需要能够有效传递热量，需要与烟气直接接触。
在烟气中往往含有大量的杂质，在烟气流动的过程中，内部杂质会直接与受热面发生碰撞，对受热面造成比较大的影响。
如果受热面长期与烟气进行接触，烟气流动的速度会不断加快，内部的杂质对锅炉表面会产生切削的作用，让锅炉受热面发生比较大的磨损。
如果锅炉受热面设计不合理，还会对受热面造成磨损。
另外一个因素是锅炉缺水导致受热面管道发生损坏。
在锅炉运行过程中，如果内部发生缺水现象，就容易对受热面造成非常大的损伤，甚至会引起安全事故的发生，对企业经营效益造成非常大的影响。
如果锅炉内部缺水，管道在运行中就会得不到及时的冷却，在高温的环境中，管道内部的温度会不断升高，管道的强度会不断降低。
如果温度超过一定的值，受热面管道还会发生变形的现象，如果没有合理及时进行处理，容易造成管道发生爆裂的情况，造成比较大的经济损失。
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
试验表明，低氧燃烧可较大地降低腐蚀量。
当在15%过量空气下试验的管子受到相当严重的腐蚀，管子的大部分有深坑且实质上已被破坏，而在1%过量空气下试验的管子仍处于良好的状态，只有一些轻微的麻点。
2.2.合理的配风及强化炉内的湍流混合
合理的配风及强化炉内的湍流混合目的是避免局部出现还原性气体。
通过调整及强化各燃烧器混合后，实际上高温腐蚀就减轻了很多。
各燃烧器间煤粉浓度分布尽可能均匀
为了防止高温受热面由于风粉分配不当、煤粉浓度不均匀而引起腐蚀和磨损，一般可采取下列措施予以减轻
（1）尽量减少煤粉管道的弯头及长度，并力图使通往各燃烧器的煤粉管道阻力相近。
（2）在管道分叉后引至燃烧器之前，最好有足够长度的直管段，利用直管段的均流作用来减轻煤粉分布不均的程度。
（3）尽量消除煤粉管道内气流的旋转。
在产生气流旋转后的管道装设十字形的整流装置，这样阻力不大，效果较好。
（4）对于因弯头而引起煤粉惯性分离所产生的分布不均现象，可用加装导流板予以减轻。
（5）避免周期性地将个别给粉机停掉，必须调整设备和给粉工况，以便锅炉负荷一直下降到额定负荷的50-60%为止，均可由全部安装的给粉机来均匀地改变供粉，而不使个别燃烧器的过量空气量增高。
2.4.要控制适当的煤粉细度
煤粉颗粒较粗时，火焰容易冲墙和煤粉难于燃尽，这样会引起高温腐蚀和磨损。
2.5.避免出现受热面壁温局部过高
（1）控制炉内局部火炬最高温度及热流密度，特别是在燃烧器区域附近的火焰中心处。
在燃烧器区域附近，水冷壁高温腐蚀速度是很大的，因为此处火焰温度高，热流密度也很大。
（2）降低出口扭转残余、烟温偏差以及过热蒸汽流量分布偏差，以避免出现局部过高的壁温。
（3）由于热流密度不均引起的水冷壁内部结垢不均而使壁温超温。
（4）管壁运行温度最好控制在590℃以内。
2.6.在壁面附近喷空气保护膜
国外为防止燃用无烟煤的超高参数液态排渣炉水冷壁高温烟侧腐蚀，采用一种往腐蚀区喷入热风的装置。
2.7.加添加剂防止高温腐蚀
由前所述可知，SO
3
对高温腐蚀起重要的作用，为减轻其影响，将石灰石
（CaCO
3）或白云粉（MgCO
3
.CaCO
3
）和煤粉一起，经燃烧送入炉膛，在炉内高温
作用下，石灰石热解氧化钙和CO
2
，白云石热解成CaO和MgO，它们遮盖住氧化
铁的催化表面，和烟气中SO
3发生中和反应，生成CaSO
4
和MgSO
4
，从而减少SO
3
浓度。
此外，CaO和MgO与硫酸钾和硫酸钠进行反应，这不仅可减少SO
的浓度，
3
而且使碱硫酸盐转化，以及使过热器管壁上的粘积灰转变成松散性积灰。
对硫化物型的高温腐蚀，因加入CaO和MgO，它们与H
S反应生成CaS粒子，
2
也起防腐蚀作用。
