余热锅炉受热面管道内壁的氧化膜腐蚀

余热锅炉省煤器腐蚀机理的研究余热锅炉省煤器是其中的一个重要的设备，关乎余热锅炉的使用效果，因此，讨论余热锅炉省煤器腐蚀问题非常有必要，这是提高余热锅炉省煤器使用质量的一个重要的环节。

余热锅炉省煤器腐蚀概述余热锅炉可以分为两类：一类为对工业生产过程中产生的气体进行冷却，满足工艺要求也实现了回收余热；另一类是为工业生产节能进行热回收。

根据余热锅炉使用场合不同，可以将余热锅炉分为烧结余热锅炉、水泥窑余热锅炉、合成氨余热锅炉等等。

从水循环方式不同的角度来区分，可以分为自然循环余热锅炉与强制循环余热锅炉。

省煤器是锅炉的重要组成部分，其主要功能是通过与锅炉尾部烟气的换热加热进入锅炉的除氧水，降低排烟的温度，提高锅炉的效率。

省煤器受其工作环境的影响，经常发生高温腐蚀、低温腐蚀、电化学腐蚀以及氧腐蚀等。

一旦省煤器发生渗漏，将对锅炉的安全与经济运行带来危害。

卧式省煤器由于排水困难，尤其易出现腐蚀。

铝厂或者炼钢厂的碳素生产过程中会产生大量的高温废气，为了提高废气的利用率以及防止环境污染，煅烧窑尾部一般都会布置余热锅炉，对高温废气进行回收利用．铝厂的碳素生产原料一般均为石油焦，而国内大部分铝厂的原料石油焦含硫量高，从煅烧窑出来的烟气中含有大量腐蚀性硫的氧化物(一般为SO2)。

当进入余热锅炉的烟气中含有SO2时，其中一部分会被氧化成SO3，当SO2和SO3。

等酸性气体经过高温受热面时，这些酸性气体通过管壁附着层渗透，与管壁氧化膜发生腐蚀反应，进而与管壁金属反应，破坏水冷壁和高温受热面．随着烟气的流动，烟气中的SO3。

与水蒸气结合生成硫酸蒸汽，在低温金属表面上结露，形成硫酸溶液，硫酸溶液与碱性灰或者金属管壁反应腐蚀金属，这种腐蚀一般发生在省煤器上，属于低温腐蚀，严重时省煤器部位可能发生爆管泄露现象。

管屏式余热锅炉省煤器管屏式省煤器的特点是：能承受高压，不怕产生水冲击，不容易积灰堵塞烟道；但蛇形管难以清洗，钢管不耐腐蚀，对水质的要求比较严格，所以，给水必须经过软化和除氧处理。

锅炉受热面腐蚀及预防-管理资料锅炉受热面腐蚀减薄损坏，因涉及范围较大，一旦暴露，常导致重复爆漏停炉，而且修复工作量大，因此预防及保护设备不受腐蚀是提高机组可用率必须解决的基本任务之一，汽、水侧腐蚀按其机理分，包括苛性腐蚀、氢损害、氧腐蚀、垢下腐蚀及应力腐蚀。

烟气侧腐蚀包括水冷壁向火侧腐蚀、高温煤灰(油灰)腐蚀和低温腐蚀。

国内电厂曾因垢下腐蚀，水冷壁氢损坏及向火侧腐蚀，导致大面积换管。

曾有一台锅炉由于斜顶棚内的下降管外壁腐蚀爆破造成一死六伤的重大人身事故。

国外一些超临界机组曾发生因过热器管内壁氧化皮脱落，被蒸汽带入汽机而引起喷嘴、叶片的固体硬粒侵蚀。

一、水冷壁管的垢下腐蚀的预防水冷壁管垢下腐蚀是以紧贴管壁的垢下管壁为阳极，外围表面为阴极所构成的局部电池作用引起的电化学损害，严重时可导致鼓包或腐蚀穿孔。

一台670t/h炉在半年内先后停炉6次处理水冷壁管鼓包、穿孔。

在喷燃器中心线部位换管139根、挖补167处。

主要原因是凝汽器铜管泄漏，给水硬度长期严重超标(标准是2Epb，最大竞达392Epb，超标时间占运行时间25%左右)，其次是停炉保养效果不好;基建酸洗质量不好;与给水含铁量超标;分析认为采用Na3PO4炉内处理时大量向炉内加入Na3PO4调节炉水的pH值也不够妥当等。

当前防止垢下腐蚀最主要的防范措施是解决凝汽器泄漏后给水硬度超标问题;要加强给水含铁量的检测与控制;对已结垢的水冷壁进行化学清洗。

总之，要加强化学监督工作。

二、水冷壁管氢损坏的预防水冷壁管氢损坏原因是受热面内壁结垢，加以炉水处于低pH值状态。

当时入凝结水系统的酸性盐类在水冷壁管垢下浓缩，氢原子进入管壁金属组织中与碳化铁作用生成甲烷，使钢材晶间强度下降。

发生氢损害时，管壁几乎没有明显减薄，有时发生“开窗式”破裂。

所以一般的超声探伤技术难以发现发生氢损害使金属变脆的位置，使故障处理复杂化。

例如，一台1100t/h强制循环汽包炉投产不到一年，运行只有2110h，水冷壁19.5m处向火侧应发生“开窗式”脆性爆破。

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。

电厂锅炉四管腐蚀与磨损形成机理电厂锅炉的四管腐蚀与磨损是导致锅炉工作效率下降、寿命缩短的重要原因之一。

本文将详细介绍锅炉四管腐蚀与磨损的形成机理。

一、四管腐蚀与磨损的概述四管是锅炉中重要的部件之一，主要包括炉水壁、过热器、再热器和废气余热锅炉。

这些管道在锅炉运行过程中经受高温、高压和腐蚀性介质的侵蚀，容易发生腐蚀和磨损。

1. 腐蚀腐蚀是指金属材料与介质接触后产生物理或化学反应，使材料受到损害的过程。

锅炉四管经受高温介质的冲击，常会发生腐蚀。

腐蚀可以分为化学腐蚀、电化学腐蚀和高温氧化腐蚀。

2. 磨损磨损是由于摩擦、碰撞和腐蚀等因素引起的物质表面的粒子脱落和形状的改变。

磨损会导致管道内壁表面粗糙度增加、管道截面积减小，从而降低导热效率和流体流通能力。

二、炉水壁腐蚀与磨损炉水壁是指锅炉炉膛周围的受热面，主要承受高温和高压的作用。

炉水壁腐蚀与磨损的主要形成机理如下：1. 化学腐蚀炉水壁内壁与燃料燃烧产生的高温烟气接触，其中含有一些酸性物质和腐蚀性气体。

这些物质与金属材料接触后会发生化学反应，形成金属氧化物、氯化物等化合物，引起炉水壁的腐蚀。

2. 电化学腐蚀在锅炉运行中，炉水壁内外形成不同的腐蚀电池，使材料发生电化学腐蚀。

电化学腐蚀的主要形式有：电解腐蚀、腐蚀疲劳和应力腐蚀等。

电解腐蚀是指在炉水壁内部形成阳极和阴极区域，通过离子迁移和电子流动引起金属腐蚀。

3. 高温氧化腐蚀高温氧化腐蚀是指炉水壁在高温环境下与氧气接触，引起金属表面氧化。

氧化膜的存在增大了金属表面的粗糙度，减少了热传导性能，导致炉水壁腐蚀和磨损加剧。

三、过热器腐蚀与磨损过热器是锅炉中将高温高压蒸汽冷却至饱和温度以下，使其成为过热蒸汽的重要部件。

过热器腐蚀与磨损的主要形成机理如下：1. 流体动力腐蚀过热器内工作介质流速较高，流体动力对金属表面造成冲击和剪切，使金属表面易于产生腐蚀和磨损。

流体动力腐蚀的严重程度与介质的速度和浓度有关。

2. 水锤效应过热器在运行中可能发生水锤现象，即介质在管道中突然停止或改变方向造成的冲击波。

玻璃窑余热锅炉尾部受热面的腐蚀分析与防腐措施摘要：玻璃窑余热锅炉尾部受热面出现的低温腐蚀现状，分析腐蚀产生的原因。

受热面的金属壁温低于烟气酸露点温度，烟气中的SO3和H2O反应，生成H2SO4，从而引起低温段受热面的硫酸腐蚀。

在此基础上探讨解决腐蚀问题的对策，为余热锅炉安全高效运行提供借鉴。

关键词：玻璃窑烟气;余热锅炉;低温受热面;低温腐蚀1 项目概况广西鑫灏恒能源科技有限公司投资建设的4.5MW烟气余热回收发电项目与2013年6月19日开始试运行。

建有2台余热锅炉一台凝汽式汽轮机。

电站主要设备设计技术参数：1#锅炉蒸发量11.9t/h，过热蒸汽压力2.4MPa，过热蒸汽温度410℃，除氧器进水温度38℃，压力0.27 MPa，出水温度138℃。

锅炉排烟温度175℃。

1#窑烟气温度550℃，烟气流量70000N m3/h，烟气实测含二氧化硫量～4000mg/m3，含尘700 mg/m3。

由于玻璃生产的特殊性，燃料及原料均有硫在高温燃烧而产生硫氧化物，硫氧化物在相应的条件下就会对金属受热面产生强烈的腐蚀，会影响锅炉的安全及正常的经济运行。

2 腐蚀现象于2013年9月22日开始出现低温受热面爆管。

管子腐蚀的深度0-2.13mm不等。

从腐蚀的显现看，这是典型的酸露点腐蚀。

3 腐蚀机理分析及处理措施3.1 露点温度露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。

形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。

当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同;当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。

露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，露点不受温度影响，但受压力影响。

烟气中SO3 的含量和烟气中水蒸气的含量是决定烟气露点温度的关键因素。

烟气露点温度与燃料品种、燃烧状态、过剩空气系数、烟气中水蒸气浓度和燃料中含硫量、灰分等有关[1]。

3.2 低温腐蚀机理低温腐蚀是由于燃料中含有硫，燃烧后形成SO2，其中少量的进一步氧化成SO3 。

锅炉水冷壁高温腐蚀特征现象
锅炉水冷壁高温腐蚀是指在锅炉运行过程中，由于高温和腐蚀性介质的作用，导致水冷壁表面发生腐蚀现象。

其特征现象包括：
1. 壁面剥落：高温腐蚀会使水冷壁表面的保护层受损，导致壁材逐渐剥落，形成小块或大块的剥落物。

2. 磨损和凹坑：高温腐蚀会使水冷壁表面产生磨损和凹坑，使壁面失去光滑度，增加壁面的摩擦阻力。

3. 氧化和锈蚀：高温腐蚀会引发水冷壁表面的氧化和锈蚀现象，使壁面呈现红锈或黑锈。

4. 氧化层厚度增加：高温腐蚀会导致水冷壁表面的氧化层厚度增加，使热传导变差，影响锅炉的热效率。

5. 堵塞管道：高温腐蚀产生的剥落物可能会堵塞水冷壁管道，影响冷却水的循环，进而导致锅炉的运行问题。

6. 渗漏和泄露：高温腐蚀会使水冷壁表面的腐蚀性介质渗透到壁材内部，导致管道漏水或泄露，严重时可能引发事故。

这些特征现象都会降低锅炉的运行效率和安全性，因此对于锅炉水冷壁的高温腐蚀要及时进行监测和防治。

关于换热管氧腐蚀的情况说明
玻璃窑余热锅炉所用燃料是石油焦，石油焦的组分是碳氢化合物，含碳90%～97%，含氢1.5%～8％，还含有氮、氯、硫及重金属化合物。

而用作燃料的石油焦常为高硫普通生焦，但水分及硫较煤炭高，石油焦的高硫成分在1500℃的温度下，硫会排出，遇到温度较低的省煤器管时，会在省煤器管外壁冷凝形成酸性物，造成省煤器管（受热面）的外部腐蚀。

余热锅炉省煤器换热管腐蚀多见于外壁，腐蚀的位置多发生在管夹内及弯头处，这个位置给水温度较低，冷凝水容易凝积，特别是锅炉在低负荷下运行和停炉时，上述部位容易造成凝结水的积聚，造成硫腐蚀。

蒸发器换热管发生腐蚀多见内壁腐蚀。

氧腐蚀的特征是溃疡性腐蚀，金属遭受腐蚀后，在其表面生成许多大小不等的鼓包，鼓包表面为黄褐色和砖红色不等，主要成分为各种形态的氧化铁，次层为黑色粉末状态物四氧化三铁，清除腐蚀产物后，是腐蚀坑。

确定是否发生氧腐蚀需要对锅炉给水的溶解氧含量进行测定。

省煤器换热管腐蚀和蒸发器换热管腐蚀是玻璃窑余热锅炉换热管腐蚀破坏失效的两种常见形式。

要想预防这种现象的发生，在余热锅炉运行时，锅炉给水必须经过除氧处理，同时还要避免余热锅炉在低温下运行。