锅炉硫腐蚀原理

54锅炉结焦、腐蚀和磨损的原因、危害和预防张弘权 韩长龙|国家能源集团吉林龙华长春热电一厂摘要：锅炉的结焦、腐蚀、和磨损对锅炉设备的安全与稳定运行有着极其严重的危害，它们形成的原因很多，必须根据其形成原因进行预防，以减少对锅炉设备的危害，保证发电机组的安全与稳定运行。

关键词：锅炉；结焦；腐蚀；磨损1 锅炉结焦所有固体燃料都有一定的灰分。

燃煤灰分的熔点有高有低，熔点较低的煤容易结焦。

对于煤粉锅炉来说，火焰中心的区域温度很高，灰粒一般呈现融化或软化状态。

当采用固态排渣方式，如果灰粒在接触路墙、水冷壁、炉膛出口受热面和落入冷灰斗之前没有充分冷却，就会粘附在这些地方而形成灰渣，从而使成渣地区或受热面的温度升高。

由此形成了一个自然加剧的恶性循环结焦过程。

形成锅炉结焦的原因很多，大致有以下几个方面：1.1 灰的性质灰的熔点越高，则越不容易结焦；反之，熔点越低，越容易结焦。

灰的组成很复杂。

灰的熔点与灰的化学成分及周围的介质有关，灰的化学成分及其成分的含量比列决定灰熔点的高低，灰的熔点比其混合物中最低熔点还要低。

1.2 周围介质成分对结焦的影响燃烧过程中，由于供风不足或燃料与空气的混合不良，使使燃烧达不到完全燃烧，未完全燃烧将产生还原性气体，灰的熔点就会大大降低。

1.3 运行操作不当由于燃烧调整不当，使炉膛火焰发生偏斜或一、二次风配合不合理，一次风速过高，煤粒没有完全燃烧而在高温软化状态下粘附在受热面上继续燃烧，而形成了恶性循环。

1.4 炉膛容积热负荷过大由于炉膛设计不合理，或锅炉不适当的超出力，而造成炉膛容积热负荷过大，使炉膛温度过高，灰粒到达水冷壁壁面和炉膛出口时还不能得到足够的冷却，从而造成结焦。

1.5 吹灰、除焦不及时当炉膛受热面积灰、结焦过多，清理不及时都会造成受热面壁温升高，从而使受热面产生严重结焦。

结焦会对锅炉产生如下的危害：A．结焦会引起汽温偏高。

在炉膛大面积结焦时，会使炉膛吸热量大大减少，炉膛出口烟气温度偏高，使过热器传热强化，造成过热汽温偏高，并使过热器管壁超温。

锅炉本体的腐蚀机理及防护摘要：在时代的快速进步中工业发展速度不断加快，而锅炉又是重要的生产设备。

科学合理使用锅炉关系到人们生活和经济发展等诸多领域，所以，使用锅炉的安全问题逐渐受到广泛重视，倘若使用不当产生安全事故，造成的后果不堪设想。

锅炉本体在使用中会随着使用时间的累积而不断加重腐蚀，进而导致减小锅炉本体受热面管材的壁厚，埋藏下巨大的安全隐患。

该文将从锅炉的使用与维护现状出发，分析锅炉的腐蚀机理，探究提高防护的有效措施。

关键词：锅炉；腐蚀机理；防护策略1.锅炉本体的腐蚀机理锅炉腐蚀被划分为内部以及外部腐蚀两种类型，一是内部腐蚀，二是外部腐蚀，两种不同腐蚀的机理存在差异性[1]。

其中内部腐蚀，主要是受到汽水相互作用和影响导致，包括应力的腐蚀、氧腐蚀以及碱腐蚀、蒸汽腐蚀等等。

外部腐蚀主要由于高温氧化所致，当锅炉由于受到内部高温，造成表面金属材料腐蚀。

2.锅炉本体的腐蚀类型与机理分析2.1锅炉本体的内部腐蚀①应力腐蚀应力腐蚀是锅炉本体常见的内部腐蚀之一，通常内部是金属材料构成的器具、装饰和设备均会产生应力腐蚀。

具体来讲，应力腐蚀主要是受到拉应力的影响，在拉应力的作用以及影响之下，金属将在介质内被破坏，这种内部破坏的影响力很强，会破坏材料内部，诱发腐蚀问题。

而且，一旦发生腐蚀问题，应第一时间处理，否则情况过于严重，又未及时处理，将导出现不可复原可能。

常见的应力涵盖两种类型，其一为阳极溶解类腐蚀，其二为氢致开裂类腐蚀。

②氧腐蚀因为锅炉蒸汽内储备大量的水蒸汽，若是其一直处于高温环境则将和炉管内壁之间产生反应，此时水中氧气和铁相互作用出现化学反应，进而形成氧腐蚀。

锅炉蒸汽中水所溶解的氧份，其对于金属的腐蚀是一种电化学性质腐蚀，铁与氧将形成电池阴阳两极。

同时，因为铁电极电位比氧低，因此，在铁氧电池中，铁为阳极将遭到腐蚀。

③垢下腐蚀垢下腐蚀作为常见的锅炉局部腐蚀现象，对锅炉运行质量以及效率具有较大影响。

锅炉垢下腐蚀问题的产生是由于其内部介质中含有大量钙以及镁等各类物质，此类物质在锅炉温度不断增高后将与金属表面产生反应形成水垢。

锅炉的硫腐蚀指烟气中的水蒸气和硫燃烧后生成的三氧化硫结合成的硫酸对锅炉的腐蚀。

最常见的硫腐蚀是发生在锅炉尾部受热面上的低温硫腐蚀。

低温硫腐蚀常发生在空气预热器的冷端及给水温度低的省煤器中。

在受热面的温度低于烟气的露点时，烟气中的水蒸气和硫燃烧后生成的三氧化硫结合成的硫酸会凝结在受热面上，严重地腐蚀受热面并造成“堵灰”。

当烟气中只含水蒸气而不含三氧化硫时，烟气露点实际上指的是烟气中水蒸气霹点，即烟气中水蒸气的结露(凝结)温度。

这个温度与烟气中所含水蒸气的分压有关。

水蒸气分压越高，露点温度也越高。

不同燃料燃烧生成烟气的水蒸气露点大致如下表所示。

烟气的水蒸气露点由上表可以看出，烟气中水蒸气露点温度不超过50℃，比锅炉的排烟温度低得多，因而单纯的水蒸气是很难在受热面上结露的。

烟气中如果有三氧化硫，情况就大不相同了。

燃料中硫燃烧后，生成二氧化硫。

在过量空气系数较大，过量氧气较多而温度又不太高的条件下，少量二氧化硫继续氧化生成三氧化硫：)/(8.19122322mol kJ SO O SO +⇔+ 这个反应是个可逆的放热反应，在温度高、氧量少的情况下很难进行；即使温度不高，供氧充足，生成的三氧化硫也很有限。

国内外实测数据表明，三氧化硫转化率[烟气中SO 3体积／(SO 3+SO 2)体积)对链条炉为1％～2％；对抛煤机炉为0．5％～1．5％；对煤粉炉为0．5％～1％；燃油炉为0．5％～2％。

烟气中的二氧化硫对受热面没有明显的腐蚀作用。

三氧化硫的含量虽然很小，但它能与烟气中的水蒸气结合成硫酸蒸气，会显著地提高烟气的露点温度。

只要有极少量的硫酸蒸气存在，烟气的露点(酸露点)就会提高到100℃以上。

露点温度的提高意味着硫酸蒸气遇到温度较高的壁面就可能结露，酸露不仅腐蚀金属壁面，而且会使烟气中的灰分凝结在金属壁面上，灰分越积越多，最后堵塞烟气通道。

为了避免低温硫腐蚀，可采用下列技术措施：(1)用热空气或蒸汽加热冷空气，提高空气预热器入口的空气温度，从而提高预热器壁面温度使之高于露点温度。

浅析蒸汽锅炉腐蚀原因与防范措施蒸汽锅炉是工业生产中常用的一种设备，广泛应用于石化、化工、轻工、纺织等行业。

在蒸汽锅炉运行过程中，腐蚀问题一直是困扰工程师和运行人员的一个难题。

蒸汽锅炉腐蚀不仅会降低设备的寿命，还可能导致事故的发生。

了解蒸汽锅炉腐蚀的原因，采取科学的防范措施对于保障蒸汽锅炉的安全运行至关重要。

一、蒸汽锅炉腐蚀的原因1. 燃烧产物腐蚀（1）硫酸腐蚀硫酸腐蚀又称为湿烟气腐蚀，发生在燃煤、燃油或其他含硫燃料燃烧时，由于硫在燃烧产生的烟气中与水蒸气和氧气反应，生成硫酸气体，当硫酸气体与介质接触时，会引起腐蚀。

硫酸腐蚀主要发生在锅炉的过热器、再热器、空气预热器、烟囱等部位。

（2）氯化物腐蚀氯化物腐蚀是因为燃料在燃烧过程中含有氯元素而引起的腐蚀。

氯化物腐蚀一般发生在烟道和锅筒内壁的金属表面，会降低金属的强度和耐腐蚀性能，导致金属的腐蚀和膨胀破裂。

2. 水质腐蚀（1）缺氧腐蚀缺氧腐蚀是因为锅炉水中缺乏氧气，导致金属表面发生腐蚀。

在蒸汽锅炉中，如果水质不好、水中氧气含量低，就容易发生缺氧腐蚀。

（2）碱性腐蚀在高压蒸汽锅炉中，碱性腐蚀也是一种常见的腐蚀形式。

它是因为水中碱度过高，导致金属表面发生腐蚀。

碱性腐蚀对锅炉管道和容器内壁造成一定的破坏。

3. 金属间腐蚀金属间腐蚀是指不同金属材料直接接触时，由于电化学反应引起的腐蚀。

在蒸汽锅炉中，金属间腐蚀主要发生在管道连接处、焊缝处以及不同金属接触的部位。

以上便是蒸汽锅炉腐蚀的主要原因，针对这些原因，我们需要采取相应的防范措施，以保证蒸汽锅炉的安全运行。

1. 水质控制水质是影响蒸汽锅炉腐蚀的重要因素，因此提高水质是防范腐蚀的关键。

首先要在锅炉水处理中控制水中氧气含量，保证水质中氧气的含量不超过规定值，避免缺氧腐蚀。

其次是控制水质的酸度和碱度，合理调整水质的PH值，防止发生碱性腐蚀。

定期对锅炉水进行化学处理和清洗，保证水质的清洁和稳定，也是防范腐蚀的有效手段。

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。

炉排锅炉烟气段低温腐蚀温度条件介绍炉排锅炉烟气段低温腐蚀是指在锅炉烟气段中，由于一系列因素的影响，导致材料在较低温度下发生腐蚀的现象。

本文将从炉排锅炉的工作原理、腐蚀机理以及腐蚀温度条件等方面进行探讨。

工作原理炉排锅炉是一种常见的燃煤锅炉，它利用燃煤产生的热能将水加热为蒸汽，以驱动涡轮机发电。

炉排锅炉的燃烧区域位于炉膛上部，燃煤在炉膛中进行燃烧，产生的高温烟气通过炉排排出。

烟气段是指烟气流经锅炉炉膛和锅炉在各个部位进行传热的过程。

腐蚀机理炉排锅炉烟气段低温腐蚀的主要机理包括干燥硫酸腐蚀、酸露点腐蚀和氧腐蚀等。

干燥硫酸腐蚀是由燃煤中的硫元素形成的SO2气体与烟气中的O2和H2O反应产生干燥硫酸，然后与金属表面发生反应。

酸露点腐蚀是指烟气中的酸性物质与金属表面发生反应，形成腐蚀产物。

氧腐蚀是由于烟气中的氧气与金属表面发生氧化反应，导致金属腐蚀。

腐蚀温度条件炉排锅炉烟气段低温腐蚀的温度条件一般在350℃以下。

具体而言，干燥硫酸腐蚀200℃。

的温度范围在200℃左右，酸露点腐蚀的温度范围在120150℃，氧腐蚀的温度范围在100这些温度条件是指腐蚀反应发生的温度范围，当烟气温度在这些范围内时，腐蚀反应会加剧。

影响因素炉排锅炉烟气段低温腐蚀的发生受到许多因素的影响。

主要影响因素包括燃料特性、燃烧工况、锅炉结构和运行方式等。

燃料的硫含量是影响干燥硫酸腐蚀的重要因素，硫含量越高，腐蚀程度越严重。

燃烧工况包括燃烧温度、氧量和燃烧时间等，过高的燃烧温度和过多的氧气会促进氧腐蚀的发生。

锅炉结构和运行方式决定了烟气在锅炉中的流动形式，合理的结构和运行方式能够减轻腐蚀的程度。

腐蚀预防为了防止炉排锅炉烟气段低温腐蚀的发生，需要采取一系列的腐蚀预防措施。

首先是改善燃料的品质，降低燃料中的硫含量。

其次是调整燃烧工况，控制燃烧温度和氧量，避免过高的温度和过多的氧气。

此外，改进锅炉的结构和运行方式也是有效的预防手段，例如采用抗腐蚀材料制造锅炉部件、合理设计流动通道等。

烟气的露点腐蚀2015-05-15定义：烟气露点腐蚀是由于燃料中硫元素在燃烧时生成SO2，SO3，当换热面的外表面温度低于烟气露点温度时，在换热面上就会形成硫酸雾露珠，导致换热面腐蚀。

原理：燃料在燃烧时，其中的氢（H2）和氧（O2）化合生成水蒸气（H2O），而燃烧器大部分又采用蒸汽雾化，因而使炉子中的烟气带有大量的水蒸气。

另外燃料中的硫（S）在燃烧后生成二氧化硫（SO2），其中少量的SO2进一步又氧化成三氧化硫（SO3）三氧化硫与烟气中的水蒸气结合生成硫酸（H2SO4）。

含有硫酸蒸汽的烟气露点大为升高，当受热面的壁温低于露点时，含有硫酸的蒸汽就会在受热面上凝结成含有硫酸的液体，对受热面产生严重腐蚀。

因为它是在温度较低的受热面上发生的腐蚀，故称为低温腐蚀。

由于只有在受热面上结露后才发生这种腐蚀，所以又称露点腐蚀。

露点温度的高低除与燃料中的含硫量有关外，还与过剩空气系数和三氧化硫的生成量等因素有关。

炉膛温度越高过剩空气越少，则燃烧中的硫生成的SO2被氧化成SO3的份额就越小，露点温度越低。

影响因素：一般资料上提供的露点温度与燃料含硫量的关系并不完全相同就是这个原因。

根据我国燃料的含硫量露点温度一般在105－130℃范围内。

有条件时，在现场最好利用露点温度进行实际测定。

在操作过程中，如果受热面与烟灰接触面的壁温低于露点除产生腐蚀外，还会使烟灰附着在受热面上，这种黏性积灰很难用一般吹灰的方法除去。

由于积灰的存在，不但影响了传热效果，增加了烟气侧的流动阻力，还会加剧腐蚀严重时金属腐蚀物和积灰堵塞通路。

因此，在烧含硫燃料时，采取措施使与烟气接触的金属温度高于露点是十分重要的。

另外影响腐蚀速度的因素有硫酸的浓度和壁温。

浓硫酸对钢材的腐蚀速度很低，而当浓度为50%左右时硫酸对碳钢的腐蚀速度最大。

对壁温来说，温度高时，化学反应速度较快，腐蚀速度加快。

所以由于各个低温部位硫酸浓度和壁温不同，腐蚀速度是有差别的。

如何避免：减少低温露点腐蚀最重要的是使管壁或加热元件的壁温高于露点，或采用耐腐蚀材料。

火电厂发生锅炉高温腐蚀产生的原因危害及防范措施摘要：火电厂的运行与锅炉有着密切的关系，对锅炉腐蚀机理的研究有助于锅炉设计人员及管理人员对锅炉有更深入的了解和利用，并通过采取合理措施来提升锅炉安全性能。

目前，我国大部分发电厂都采用大型煤粉炉，但是由于其自身结构特点，设备极易受到环境中各种腐蚀性物质的侵蚀而导致破坏，因此必须做好防腐处理工作。

锅炉运行过程中，水冷壁高温腐蚀和锅炉尾部受热面低温腐蚀是最普遍的情况，文章分析了相应腐蚀机理，并提出了保护锅炉腐蚀的一些具体措施以供参考。

关键词：锅炉腐蚀、防范措施、火电厂引言：随着电力对于居民生活和社会运转的影响越来越大，同时给电力企业的发展带来了很大的机遇和挑战。

作为一种主要能源形式，电力供应直接关系到国家经济建设和人民群众日常生活。

而火力发电是目前最常用的一种供电方式，它能够将电能转化为热能并提供给用户使用，从而满足广大居民用电需求。

在这种情况下，火电厂锅炉腐蚀问题就成为困扰热电厂企业发展的一个重要方面，由于腐蚀的情况不同，因此对企业造成的危害程度也不同。

所以，探讨火电厂锅炉腐蚀问题并有针对性地提出解决建议有着十分现实的意义，同时也是目前许多火电厂所面临的一个难题[1]。

1.锅炉高温腐蚀成分分析高温腐蚀亦叫煤灰腐蚀,是由高温积灰所形成的内灰层碱金属较高,且飞灰中铁、氧化铝等主要成分及烟气中由疏松的外灰层弥散而入的二氧化硫形成了化学反应的中间产物,从而产生了碱金属硫酸钠及其他物质。

在高温下燃烧时，这种物质将使金属表面迅速形成一层致密的氧化物保护层；当温度下降到一定程度后，氧化物就会逐渐脱落并溶解于空气之中，随着温度继续降低，这些氧化物又重新沉积下来。

在熔融或半融状态下,高碱金属及硫酸钠的复合会在再热器或过热器等合金钢材料中产生强烈氧化反应,使得壁厚变薄,内部应力上升,从而导致管道的蠕变抗力及管壁越来越薄,最终造成由于破损爆管。

2、锅炉高温腐蚀产生的危害2.1腐蚀锅炉，产生爆破现象锅炉燃烧期间会产生大量的有腐蚀性气体，这些气体的堆积会对锅炉在短时间内进行破坏，从而使得锅炉由于腐蚀的现象造成爆管，对居民的健康产生威胁。