锅炉水冷壁高温腐蚀的机理影响因素及预防措施
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电站锅炉水冷壁垢下腐蚀分析及防护摘要:水冷壁垢下腐蚀对锅炉的安全运行有很大影响。
基于此,本文重点分析了电站锅炉水冷壁垢下腐蚀及其防范措施。
关键词:锅炉;水冷壁;腐蚀;防范措施根据腐蚀机理,电站锅炉水冷壁垢下腐蚀可分为酸性、碱性腐蚀,两者在反应机理和腐蚀物金相组织上存在明显差异,但随着腐蚀过程的深入,会形成相同的反应结果。
根据垢下腐蚀机理,可通过建立完善水冷壁管内钝化膜、严格控制汽水质量、避免锅炉超温运行、定期对水冷壁进行腐蚀扫查等方式来预防,以确保锅炉装置的安全稳定运行。
一、水冷壁酸性腐蚀爆管案例1、故障概况。
热电部1#炉水冷壁管材为20G,规格为Φ60×5mm,8m标高层以下的水冷壁多次在火侧垢下发生腐蚀爆管,爆管位置无规律,且失效管内表面有较大腐蚀坑。
取其中一处故障管段(标记为1#管),从鳍片进行剖分观察,发现向火侧外表面有一处不规则形状爆口,其边缘粗钝,未发现明显塑性变形,外表面覆盖有大量黑色与棕色氧化腐蚀产物,外表面有许多凹坑。
发现向火侧内表面爆口处有一较大腐蚀坑,且呈喇叭状,爆口附近有明显减薄,并伴有大量黑色和橘黄色腐蚀产物;内表面其他区域被红棕色腐蚀产物覆盖,并伴有大量凸起的白色垢层。
观察此管非火侧内表面是否完好。
2、化学成分。
采用OB QS750-Ⅱ直读光谱仪对1#管进行成分检测分析,其成分符合20G钢国家标准要求。
3、金相分析。
先对1#管纵向切片,用OLYMPUS GX71金相显微镜进行金相分析,爆口附近区域明显变薄,腐蚀发生在内表面。
打磨抛光爆口周围内侧,并放大观察,与金相图相比,以白色铁素体为主,而黑色珠光体少,表明组织已发生严重脱碳。
通过化学浸蚀法暴露金相组织,然后放大观察。
浸湿后,对1#管纵向切片厚度中心位置的金相组织进行观察,发现部分区域脱碳,且出现晶界宽化。
远离爆口区覆盖有厚度约40m氧化层,有氧化层区域组织未发生明显脱碳,但在相应氧化层开裂位置,发现有向基体内腐蚀倾向。
锅炉水冷壁高温腐蚀原因及对策分析摘要:本文首先对水冷壁高温腐蚀研究情况进行简单介绍,重点研究分析锅炉水冷壁高温腐蚀的原因,在此基础上深入研究解决水冷壁高温腐蚀问题的对策,希望通过本文的研究能够更加全面的掌握关于锅炉水冷壁高温腐蚀问题的基本情况,同时也为后期更好的解决高温腐蚀问题提供参考。
关键词:锅炉;水冷壁;高温腐蚀1引言近年来随着我国经济社会的不断发展,各行业发展水平不断提高,电力行业规模也不断扩大,人们对于电厂运行的要求也愈加严格。
随着电厂运行负荷的不断增加,各种问题也频繁发生,其中锅炉水冷壁高温腐蚀就是影响电厂运行的重要问题,容易引发管爆和泄露事故。
因此在现阶段加强对于电厂锅炉水冷壁高温腐蚀的研究具有重要的现实意义,能够更加全面的掌握关于水冷壁高温腐蚀的基本情况,了解导致水冷壁高温腐蚀的各种原因,针对这些原因研究制定合理的措施进行处理预防,降低发生锅炉水冷壁高温腐蚀问题的概率,更好的保障电厂锅炉的正常运行,实现良好的电力供应,满足经济社会发展的需求,实现良好的经济社会效益。
2水冷壁高温腐蚀研究在电厂运行中,大型锅炉发生水冷壁高温腐蚀是比较普遍的,这与锅炉自身结构有密切的联系。
目前在电厂中锅炉常用的结构主要有旋流燃烧和四角切圆燃烧两种方式,前者在运行中,出口位置的煤粉会发生偏离,容易在锅炉内的某些区域形成腐蚀性气体,这样就会导致锅炉水冷壁发生高温腐蚀;而采用四角切圆的燃烧方式虽然能够强化燃烧,但是也会导致煤粉在水冷壁上贴付,长时间使用就会造成腐蚀。
通过分析大量的锅炉水冷壁高温腐蚀事故发现,水冷壁的腐蚀主要出现在高温区域,尤其是在燃烧器的中心线附近和出口位置,腐蚀尤为严重。
发生高温腐蚀的位置表面为比较松软的状态,但是腐蚀内部相对更加坚硬,腐蚀后呈现为黑褐色。
对腐蚀物质进行化验后发现,其中含有大量的硫元素。
由此判断导致锅炉水冷壁高温腐蚀的原因应该与锅炉内煤炭的燃烧不彻底有关,燃烧产生的物质与锅炉水冷壁发生反应,黏附在上面。
锅炉水冷壁高温腐蚀和防止措施锅炉水冷壁高温腐蚀和防止措施随着工业的快速发展和能源需求的增加,锅炉作为最常用的热能装置之一,在现代生产和生活中扮演着至关重要的角色。
而锅炉内部的高温水冷壁作为一种保护设备,其完好性对于锅炉的正常运行至关重要。
然而,锅炉水冷壁在长时间高温和高压环境下容易遭受腐蚀,严重影响其性能和寿命。
为了避免这种情况的发生,锅炉水冷壁需要采取一系列的防腐措施。
一、锅炉水冷壁高温腐蚀类型1. 灰渣侵蚀:锅炉燃烧产生的灰渣中含有大量腐蚀性成分,灰渣与水冷壁表面发生物理化学反应,导致水冷壁金属表面被侵蚀,进而影响其结构和性能。
2. 燃烧产物腐蚀:燃烧产物中含有大量酸性气体,例如SOx、NOx等,这些气体与水冷壁金属表面发生反应,形成酸性物质,从而引发腐蚀。
3. 燃烧沉淀腐蚀:在锅炉燃烧过程中,会产生大量沉淀物质,这些沉淀物质中含有一定的腐蚀性成分,沉淀在水冷壁上可能引发腐蚀。
二、锅炉水冷壁高温腐蚀防止措施针对锅炉水冷壁高温腐蚀问题,我们可以采取一系列的防止措施来保护水冷壁,提高其使用寿命和性能。
1. 材料选择:选择耐高温和耐腐蚀的金属材料作为水冷壁的制作材料。
常用的金属材料有SA-213T12、SA-213T22、SA-335P22等。
这些材料具有良好的抗腐蚀性和耐高温性能,能够有效抵抗锅炉高温环境下的腐蚀。
2. 表面涂层:在水冷壁表面涂覆一层耐高温和耐腐蚀的涂层,如高温耐蚀涂料。
这种涂层可以有效隔离水冷壁与高温环境之间的接触,减少腐蚀的发生。
3. 清洗保护:定期对水冷壁进行清洗,将附着在水冷壁表面的灰渣和沉淀物清除干净,以减少腐蚀的可能性。
4. 碱浸保护:通过在水冷壁上进行碱浸处理,可以形成一层保护膜,阻止腐蚀性成分进一步侵蚀水冷壁。
5. 水质控制:控制锅炉的供水水质,尽量减少其中的腐蚀性成分,以减少对水冷壁的腐蚀。
6. 锅炉操作规范:合理的运行和操作锅炉,维持合适的温度和压力,以减少对水冷壁的腐蚀风险。
锅炉水冷壁的高温硫腐蚀原因及对策摘要:为避免锅炉水冷壁烟气侧高温硫腐蚀,本文通过对腐蚀原因、机理进行分析,提出行之有效的对策措施,能有效降低锅炉水冷壁低高温硫腐蚀。
提高锅炉运行的安全可靠性。
关键词:水冷壁;燃烧器;硫腐蚀;烟气;失效1引言为了控制锅炉燃烧装置尾部排放烟气中的NOX含量,减少其后部脱硝装置的压力,以空气分级燃烧技术为特征的低氮燃烧器广泛地应用于电站锅炉。
这种燃烧器的原理是:在主燃烧区的过量空气系数维持在0.85,燃料着火后在欠氧条件下燃烧,生成具有还原性的CO气体和焦炭,抑制NOX的生成,并将NO还原。
随着上层燃烬风的补入,过量空气系数增加,未燃尽的燃料在燃尽区充分燃烧。
由于在主燃烧区为欠氧燃烧,其所形成的还原区域,使灰熔点降低,易在附近的水冷壁结焦。
特别是在燃用高硫煤时,燃烧器区域的水冷壁将出现高温硫腐蚀,使炉管失效爆管。
2水冷壁高温硫腐蚀失效的发生机理2.1腐蚀机理关于锅炉水冷壁管的硫腐蚀主要发生在烟气侧热负荷较高区域。
燃煤中硫含量高是引起水冷壁管外侧高温烟气腐蚀的主要因素,当硫含量超过1%时就容易发生硫腐蚀。
水冷壁管的硫腐蚀分硫化物腐蚀、硫酸盐腐蚀和焦硫酸盐腐蚀。
一般来说,水冷壁管的高温腐蚀是管壁附近因欠氧燃烧形成还原性气氛引起的,腐蚀速度随温度升高而增加。
即熔融状态的煤粉在炉膛水冷壁管附近开始分离,使碳和硫聚集在边界层。
由于缺氧局部形成还原性气氛,硫的燃烧和三氧化硫的形成便发生困难,因而游离态的硫和硫化物(硫化氢等),便开始与铁发生反应,使管壁产生硫化物腐蚀。
水冷壁管的高温腐蚀属严重硫化物型腐蚀,腐蚀反应包括氧化和硫化反应,其过程如下:煤粉中的黄铁矿(FeS2)受灼热分解,产生自由态的硫原子。
FeS2=FeS+S管壁周围存在一定浓度的H2S和SO2,也会生成自由的硫原子。
2H2S+SO2=2H2O+3S分解出来的硫,由于缺氧,硫的燃烧和SO3的形成比较困难,便会与管壁金属反应生成FeS。
火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护火电厂锅炉的水冷壁是承受高温高压的重要部件,是锅炉工作稳定性和可靠性的关键。
然而,长期运行下来,锅炉水冷壁会出现高温腐蚀现象,会严重影响锅炉的工作效率。
因此,对于水冷壁的高温腐蚀及防护问题需要引起我们的关注。
一、高温腐蚀机理高温腐蚀是由气体和金属表面的相互作用产生的一种腐蚀现象。
在水冷壁内的金属表面,由于长时间受到高温的冲击和氧化气体的作用,容易形成铁氧化物块,而这些物块容易被秒速6厘米以下的碳酸氢根等离子穿透,并进一步加速了金属的腐蚀。
而此时的腐蚀不一定立刻显露出来,经过一段时间后,金属表面会产生小孔或者细小的裂缝,进一步泄漏出来的水分形成了水汽,又进一步滋生了其他腐蚀的因素,这样就进一步恶化了腐蚀现象,从而导致漏水的问题,如果时间长了,就会导致严重的事故。
二、预防高温腐蚀的方法1. 选择合适的材料。
在锅炉的设计时,应该选择合适的材料来抵抗高温、高压和氧化气体的腐蚀。
在现代锅炉中,通常采用高温合金、耐热合金、不锈钢等耐高温材料。
2. 控制水化学水质。
水化学水质是指在指定条件下所分布的各种物质含量的总和。
在火电厂锅炉中,优化水化学水质非常重要,特别是对硅含量、盐含量、氯化物含量等进行把控。
因为如果这些物质超出一定的浓度,对于水冷墙的腐蚀是非常不利的。
3. 控制燃料中硫和灰分含量。
在锅炉燃料中含有大量的硫和灰分会使得锅炉高温腐蚀更加严重,因此我们需要加强对燃料的质量控制。
4. 进行化学腐蚀抑制剂的注入。
目前,许多锅炉使用的抑制剂含多种有机酸,可与金属表面包络的氧化物等形成稳定的表面复合物,使得金属表面得到保护。
5. 加强锅炉维护管理。
锅炉的维护管理也是预防高温腐蚀非常重要的一环,对于锅炉水冷壁的清洗、检修和更换,需要严格按照规定进行。
只有加强锅炉维护,才能确保其高效、安全运行。
三、总结高温腐蚀是火电厂锅炉不可避免的问题之一,但我们可以通过选择合适的材料、控制水化学水质、控制燃料中硫和灰分含量、进行化学腐蚀抑制剂的注入、加强锅炉维护管理等方法来预防高温腐蚀的发生。
自然循环锅炉水冷壁常见故障及处理方法自然循环锅炉水冷壁是锅炉中重要的传热部件,经常遇到一些故障情况。
本文将介绍自然循环锅炉水冷壁常见故障及其处理方法。
1. 水冷壁腐蚀
水冷壁在长时间运行中,容易因水质问题、氧化性物质和高温高压环境等因素,导致腐蚀问题。
这会导致水冷壁表面出现坑洞和裂纹,影响到传热效率和安全性。
解决方法:
①定期进行水质监测,及时清洗沉积物和铁锈等腐蚀物。
②选用耐腐蚀材料,如不锈钢或钛合金等。
③定期维护和更换受腐蚀的部件,保障水冷壁的正常运行。
2. 水冷壁结垢
水冷壁在长时间运行中,由于水中含有一定的杂质物,容易在水管内壁形成结垢,影响传热效率,甚至堵塞水管。
解决方法:
①定期清洗水管内壁,避免结垢。
②采用化学清洗或机械清洗的方法,清除水管内部的结垢。
3. 水冷壁泄漏
在锅炉运行过程中,由于受到高温高压的影响,水冷壁会出现泄漏问题。
这会导致水冷壁内部温度升高,增加了爆炸的风险,严重时还会导致锅炉爆炸。
解决方法:
①定期检查水冷壁的密封性,避免泄漏。
②对发现泄漏的水冷壁进行及时的维修或更换。
4. 水冷壁振动
水冷壁内部的水流动会产生涡流,导致水冷壁振动。
这会导致水冷壁的磨损和裂纹,影响到传热效率和安全性。
解决方法:
①采用抗振性能好的材料。
②加强水流调节,避免涡流的产生。
③设置支撑结构,加强水冷壁的支撑,降低振动的程度。
总之,自然循环锅炉水冷壁的故障处理需要及时、有效地进行,以保障锅炉的安全和稳定运行。
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作为目前燃煤发电厂常见的一种锅炉,其水冷壁高温腐蚀问题一直是工程技术人员面临的难题之一。
针对这一问题,需要对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀原因进行深入分析,并提出有效的改造措施,以保障锅炉的安全稳定运行。
一、高温腐蚀原因分析1. 微观组织和化学成分分析超临界锅炉水冷壁高温腐蚀通常是由于水冷壁材料内部微观组织和化学成分的不均匀性导致的。
通常情况下,水冷壁材料中的金属固溶体和非金属夹杂物成分不均匀,导致局部的晶粒细化或过粗,这就易于形成结构缺陷,诱发高温腐蚀。
2. 温度梯度和气流流速超临界锅炉工作条件下,水冷壁表面存在很大的温度梯度和气流流速梯度,这就容易造成水冷壁表面的非均匀受热和冷却,进而导致腐蚀的不均匀性。
3. 燃烧过程中燃料和灰渣的影响燃煤发电厂使用的煤质和燃料不同,燃烧过程中产生的灰渣成分和温度也会不同,这些都会对水冷壁的高温腐蚀造成影响。
燃料中的硫、钠等元素也会对水冷壁材料造成腐蚀作用。
二、改造措施1. 优化材料和工艺针对超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题,可以通过优化水冷壁材料和工艺,提高材料的抗氧化、抗腐蚀性能,降低微观组织和化学成分的不均匀性,以增强水冷壁的耐腐蚀性能。
2. 加强监测和维护建立完善的水冷壁高温腐蚀监测体系,通过定期的检测和维护,及时发现和解决水冷壁高温腐蚀问题,确保锅炉的安全运行。
3. 改善燃料燃烧技术4. 加强尾气净化设施通过加强烟气的脱硫、脱硝等净化工艺,减少烟气中有害物质对水冷壁的腐蚀作用,以降低水冷壁的高温腐蚀风险。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀问题是一个复杂的工程问题,需要从材料、工艺、燃料和运行管理等多个方面进行综合分析和改进。
只有通过不断的技术创新和管理改进,才能有效解决水冷壁高温腐蚀问题,确保超临界锅炉的安全稳定运行。
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水冷壁高温腐蚀是指在高温高压条件下,锅炉水冷壁表面发生腐蚀现象。
这种腐蚀是由多种原因引起的,主要包括以下几点:1. 烟气组分:燃烧过程中产生的烟气中含有大量的含硫化合物和氯化物,这些物质在高温下形成腐蚀性物质,如硫酸、盐酸等。
这些物质会与水冷壁表面的金属反应,造成腐蚀。
2. 燃烧温度:超临界锅炉的燃烧温度较高,一般在500-600摄氏度,甚至更高。
高温会加速金属表面的氧化过程,使金属表面生成腐蚀性氧化物。
3. 冷却水质:超临界锅炉中使用的冷却水中含有溶解性氧和二氧化碳,这些物质会与金属表面发生电化学反应,形成腐蚀性产物。
冷却水中可能还含有一定的盐类和杂质,这些物质也会加速金属腐蚀。
1. 改进燃烧系统:通过调整燃烧系统,降低燃烧温度,减少烟气中的含硫化合物和氯化物含量,可以有效降低高温腐蚀的发生。
2. 改进冷却水处理:加强冷却水的处理工艺,去除冷却水中的溶解性氧和二氧化碳,减少金属表面的氧化反应。
合理控制冷却水中的盐类和杂质含量,避免其加速金属腐蚀。
3. 选择耐蚀材料:在设计超临界锅炉水冷壁时,应选择耐蚀性能较好的材料,如不锈钢、镍基合金等。
这些材料具有良好的耐腐蚀性能,可以减少高温腐蚀的发生。
4. 加强监测和维护:通过安装腐蚀监测装置,及时了解水冷壁的腐蚀情况,根据监测结果进行及时维护和处理,可以有效预防高温腐蚀的发生。
超临界锅炉水冷壁高温腐蚀是由于烟气成分、燃烧温度和冷却水质等多种因素共同作用导致的。
通过改进燃烧系统、改进冷却水处理、选择耐蚀材料和加强监测维护等措施,可以有效预防和减少高温腐蚀的发生。