锅炉高温腐蚀、氢腐蚀、垢下腐蚀机理和预防
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锅炉腐蚀原因分析及防腐措施应对江苏省南京市六合区雄州街道金宁国际大厦2104室,祁杰,188****1516摘要:锅炉是电厂等运行系统的重要组成部分,是实现能源转化的关键环节。
长期以来,锅炉受热面腐蚀问题困扰着相关的企业,不少企业都曾因腐蚀问题而被迫停机检修。
本文以火力发电厂为例,解析了造成锅炉腐蚀的相关因素以及后续防腐的一些对策。
根据相关数据,目前我国燃煤电厂发生的锅炉腐蚀事故占到了70%,其中的腐蚀问题更是对火力发电企业员工的生命安全构成了极大的威胁。
关键词:锅炉腐蚀;原因分析;防腐措施;应对策略引言随着科技的进步和人民的生活水平的提高,电力在国民经济和国民经济中的作用日益显现,社会对电力的需求不断加大,这对我国的电力企业发展也产生了巨大的机遇与挑战。
在这种情况下,锅炉的腐蚀问题已成为制约火力发电企业发展的一个主要问题。
所以,探讨企业锅炉的腐蚀问题,并提出针对性的对策,对于目前许多企业来说,都是一个迫切需要解决的问题。
1.火力发电厂锅炉的高温腐蚀问题1.1使水冷管的壁薄化根据相关的研究,企业锅炉在腐蚀和磨损的影响下,其壁厚的腐蚀速率为0.3mm/a。
在一些严重的锅炉部位,比如水冷壁的管道,会以1.0-1.5毫米/a的速率减小,这对企业锅炉的运行安全构成了极大的威胁。
1.2起动管道突发爆炸企业锅炉在正常运行时,一方面由于大量的燃煤飞灰的冲刷和撞击,造成了管道壁的磨损,从而导致了锅炉管壁的厚度下降。
在高温的作用下,有很大的几率会发生爆炸;二是因为管道突然爆裂,导致检修,从而影响到电厂的正常生产,从而导致电力产量下降,工人的工作强度和其他成本,对企业的经济效益有直接的影响。
2.企业锅炉的腐蚀原因分析2.1煤炭质量差煤炭质量差,氧化物、硫、碱金属等杂质含量高,温度高时,熔体中的腐蚀性物质浓度升高,会使锅炉发生腐蚀。
在企业的燃煤锅炉中,会形成三种强腐蚀性的盐类:硫酸盐、氯化物和硫化物。
硫酸会腐蚀锅炉的表面,在高温下,会腐蚀锅炉的表面。
锅炉结垢与腐蚀的成因及防范措施锅炉结垢与腐蚀的成因及防措施【摘要】在锅炉运行中,锅炉的结垢和腐蚀会给锅炉安全运行带来很大影响,所以了解锅炉结垢和腐蚀的成因,尽量去规避这些问题带来的危害是十分必要的。
本文通过分析结垢和腐蚀的危害及产生原因,寻找相应的防措施,为促进锅炉的安全运行提供了很好的参考。
【关键词】锅炉;结垢;腐蚀;危害;成因;防措施1.前言锅炉的结垢和腐蚀是锅炉维护和检修中应重点关注的问题,因为结垢和腐蚀会给锅炉带来的各种问题,不仅威胁到锅炉的安全运行,而且大大增加锅炉的维护和检修成本,缩短锅炉的使用寿命。
对于锅炉的结垢和腐蚀问题,我们应深入分析其产生的原因,及时采取有效防措施,为锅炉的安全、节能、经济运行提供有力保障。
2.锅炉结垢2.1结垢的危害(1)影响传热效果由于水垢的导热系数只有钢材的几十分之一,锅炉受热面结水垢必然造成传热效率降低。
据估算锅炉受热面水垢厚度每增加1mm,传热效率即降低 5%以上。
(2)影响安全运行锅炉的受热面温度一般要比炉水的温度高六到十度左右,但是水垢的存在,会使受热面的温度升高,金属过热产生蠕变,从而导致金属鼓包甚至爆破,严重影响锅炉的安全运行。
(3)增加大气污染锅炉受热面结垢必然导致热效率下降,要保证锅炉出力必须加大燃料的用量,燃料特别是煤的用量增加,会增加大气污染,影响空气质量。
(4)破坏水循环受热面特别是水冷壁管、对流管等部结垢,会影响正常的锅炉水汽循环,造成循环阻滞,破坏正常的水循环。
2.2. 结垢的原因(1)碳酸盐、硫酸盐水垢碳酸盐、硫酸盐水垢形成的原因是由于锅炉给水中存在钙、镁盐类,其重碳酸盐在高温锅水中会转化为碳酸盐,碳酸盐、硫酸盐等溶解度随温度的升高而降低,到一定程度会析出水垢。
碳酸盐水垢,一般是在受热比较不强烈的地方形成的;硫酸盐水垢则一般在高温状态下发生沉淀,常发生在受热比较强烈的受热面上,在锅炉的水冷壁管以及对流管束中很常见。
(2)硅酸盐水垢硅酸盐水垢的化学成分主要是铝、铁的硅酸化合物,其化学结构较为复杂,这种水垢质地最硬,并且导热性非常差,所以其危害最大,一般在锅炉热负荷高的炉管中形成。
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。
锅炉受热面结垢与腐蚀的成因及防止在工业锅护的维护和检修中锅炉受热面的结垢与腐蚀问题,是常见的维修重点,锅内受热元件的结垢腐蚀导致传热性能变差,温差增大,水垢的导热系数仅为钢材导热系数的1/10 ,也就是说若有1mm勺水垢附着在金属壁上,其热阻相当于钢管加厚了几毫米甚至更多,燃煤消耗量增大10%以上,锅炉出力就会降低,由此引起锅炉水冷壁管及其它受热件勺过热,导致管子鼓包,穿孔和发生爆管事故。
此类故障造成运行安全隐患,使日常运行维护检修成本加大,应引起锅炉使用管理单位勺高度重视,操作人员要了解学会预防勺方法及应对措施。
本文就锅炉受热面水垢与腐蚀勺成因及防止方法,对锅炉安全运行管理讨论如下。
1锅炉受热面勺结垢水垢勺生成过程是在受热面和炉水之间,在强烈热交换过程中进行勺。
带有杂质勺给水在进入锅炉受热时,水中勺重碳酸盐类会受热分解,生成难溶勺沉淀物,水中菲碳酸盐类勺溶解度是随炉温升高而逐渐下降勺,当达到饱和浓度后,这种盐类便沉淀析出。
当水在锅炉不断蒸发,浓缩,使盐类浓度超过饱和浓度后,一些盐类也从水中析出,形成结晶沉淀物质,结晶可以以壁面粗糙点为核心形成在受热面壁上,在金属表面上形成坚硬而致密沉淀物,称为水垢。
水垢的组成和性质形态与水质成分,受热面温度及锅水的循环状态,pH 值等因素有很大关系,组成十分复杂,常见的几种水垢的组成及性质如下。
1.1 钙,镁水垢钙,镁水垢主要成分为钙镁盐类,有时可达90%以上,按其化学成分有以下四种。
(1)碳酸盐水垢,是最常见的水垢,以CaC03为主,此类水垢通常在锅水未沸腾处形成,极易在给水管道中非沸腾式省煤器中形成。
(2)硫酸盐水垢,主要成分为CaO和S02,化合物形态为CaSO4和CaSO4 2H2O等,此种水垢坚硬,致密,常沉淀在温度高,蒸发率达的受热面上,如锅炉的水冷壁管和对流管束。
(3)硅酸盐水垢,以硅酸铝和硅酸镁形成,化合物形态为CaSIO3和SCaO 5SiO2 - H2O等,这种水垢最硬,导热性差,危害也最大,通常在锅炉热负荷高的沸腾管形成(中高压蒸汽锅炉)。
温度造成锅炉腐蚀的原因及减少腐蚀的措施分析程 鹏(重庆市万州区三峰环保发电有限公司,重庆 404100)摘要:垃圾焚烧炉高温腐蚀主要有水冷壁和过热器高温腐蚀。
在余热锅炉所有受热面中,承受最高温度的高温过热器的管子发生烟气腐蚀的危险性最大,受热面的腐蚀速率与温度的成正比例,当温度为600~700℃时腐蚀速率达到最大;投入汽包加热器后锅炉省煤器出口烟气温度升高,排烟温度升高,锅炉热效率降低,当能有效预防受热面低温腐蚀。
关键词:锅炉;腐蚀;省煤器中图分类号:TK224.9 文献标志码:A文章编号:1672-3872(2017)10-0105-011 高温腐蚀分析高温腐蚀表现为:暴露于烟气中的金属受到高温烟气中飞灰的腐蚀,同时在管壁上粘附堆积含有的金属氧化物,低熔点、高浓度的碱土,重金属的氯化物和硫酸盐等,与管壁发生化学反应,导致腐蚀的发生。
2 低温腐蚀分析烟气露点计算:t=t1+125×/1.05ɑ×Ayzs (1)式中:t为烟气酸露点;t1为按烟气中水蒸汽的分压力计算的水露点(烟气中蒸汽分压力下所对应的饱和温度);Syzs为应用基燃料的折算硫份;Ayzs为应用基燃料的折算灰份。
垃圾含硫:0~0.6%;垃圾灰分:10~25%;水蒸汽分压力:0.01~0.015,对应的饱和温度50~55℃;50+125×0.181/1.05×1×0.25=136.9S℃烟气温度一般高于露点温度30~60℃,能有效降低低温腐蚀,故烟气温度166.9~196.9℃能有效降低低温腐蚀。
投入汽包加热器,提高省煤器给水温度,减少省煤器中吸热,从而提高锅炉排烟温度,使排烟温度高于低温腐蚀温度。
以下为某个工况下两个不同方面分析。
1)不投汽包加热器:省煤器进口烟气温度:320℃,焓I1:443kJ/kg;出口烟气温度:192℃,焓I2:260kJ/kg;省煤器进口水温度:120℃,焓hsm:503kJ/kg;省煤器进口水温度:210℃,焓hgs:807kJ/kg;理论空气焓:45.5kJ/kg;漏风系数:0.02;给水量:25T;风量:45000(m3/h)。
蒸汽锅炉腐蚀原因及防范措施摘要受水蒸气、烟气等多种因素的影响,锅炉在使用过程中不可避免的受到腐蚀。
同时锅炉又属于破坏力极大的危险设备,一旦发生爆破会造成严重的伤亡,因此对于锅炉的健康检测尤为重要。
本文着眼于蒸汽锅炉的腐蚀现象,分析引起锅炉受到腐蚀的主要原因,腐蚀种类以及易受腐蚀的关键设备,并对防范锅炉腐蚀提出若干建议,希望能为防止锅炉腐蚀起到理论和实际的建议。
关键词:锅炉腐蚀、腐蚀防范、腐蚀原因;目录1、绪论 (1)1.1锅炉的概念及用途 (1)1.2锅炉的工作条件及特点 (1)1.2.1锅炉的工作特点 (1)1.2.2锅炉用钢的性能要求及选材 (1)1.3关于锅炉腐蚀的研究现状 (2)2、锅炉腐蚀机理的探讨 (3)2.1电化学腐蚀 (3)2.2蒸汽腐蚀 (3)2.3垢下腐蚀 (3)2.3.1酸性腐蚀 (4)2.3.2碱性腐蚀 (4)2.3.3电化学腐蚀 (4)2.4应力腐蚀 (4)2.5氢脆和氢腐蚀 (4)2.6低温腐蚀 (5)2.7维护不规范造成的锅炉腐蚀 (6)3、腐蚀防范措施 (6)3.1减轻低温腐蚀应采取的措施 (6)3.2减轻应力腐蚀应采取的措施 (7)3.3减轻垢下腐蚀应采取的措施 (7)3.4其他措施应对腐蚀的发生 (7)4、结语 (7)致谢: (8)参考文献: (9)1、绪论1.1锅炉的概念及用途锅炉是通过各种燃料、能源将锅炉内所装液体进行加热到设定的参数,并将产生的热能进行输出的设备,且锅炉容积至少达30L,出水水压应大于等于0.1 MPa,额定功率大于等于0.1MW。
自上世纪工业革命,瓦特发明蒸汽机以来,蒸汽作为重要能源推动着人类社会发展,后来,蒸汽锅炉慢慢进入人类视野。
随着人类社会发展,锅炉被广泛应用于各个领域,在火力发电领域,先进锅炉设备带动发电机产生电力供工业及日常居民使用;在运输领域,船舶受锅炉产生的驱动动力进行运转;在居民日常生活领域,人们使用锅炉产生的动力进行取暖、食品加工等;在军事领域也受益于锅炉产生的动力。
锅炉高温腐蚀及其预防措施目录1. 前言 (1)2. 高温腐蚀的主要原因 (2)2.1. 燃烧不良和火焰冲刷 (2)2.2. 燃料和积灰沉积物中的腐蚀成分 (2)2.3. 还原性气氛 (3)3. 腐蚀类型 (3)3.1. 调整燃烧并控制煤粉细度 (3)3.2. 控制燃料中的硫和氯含量 (4)3.3. 合理的配风及强化炉内的湍流混合 (4)3.4. 避免出现受热面超温 (4)3.5. 改善受热面状况 (4)36 采用低氧燃烧技术组 (5)4. 低氧燃烧的影响 (5)4.1. 什么是低氧燃烧?低氧燃烧有何优点? (5)4.2. 锅炉低氧燃烧的优点和缺点 (6)4.2.1. 利: (6)4.2.2. 弊: (6)4.3. 低氧量控制对N0χ排放的影响 (6)4.4. 低氧量控制对锅炉运行经济性的影响 (7)4.5. 低氧量控制对锅炉燃烧稳定性的影响 (7)4.6. 低氧量控制对锅炉高温腐蚀和结渣的影响 (7)5. 结束语 (8)1.前言锅炉的高温腐蚀主要发生在燃用高硫煤的锅炉水冷壁管和过热器管束上。
锅炉运行时在烟温大于700℃的区域内,在高温高压条件下受热面与含有高硫的腐蚀性燃料和高温烟气接触极易发生高温腐蚀。
高压锅炉水冷壁管的硫腐蚀主要是由于煤粉中的黄铁矿(FeS2)燃烧受热分解出自由的硫原子,产生腐蚀。
通常高压锅炉水冷壁管向火侧的正面腐蚀最快,减薄得最多若发生爆管都在管子的正面爆开管子的侧面减薄得较少,而管子背火侧几乎不减薄,这种腐蚀给锅炉水冷壁管造成很大威胁,严重时,往往几个月就得更换部分管段给锅炉的安全经济运行带来很大危害。
而锅炉过热器管的高温腐蚀主要是由于液态的灰黏结在过热器管壁上而引| 起腐蚀。
2.高温腐蚀的主要原因2.1.燃烧不良和火焰冲刷持续燃烧不良和脉动火焰冲击炉墙时,导致燃烧不完全,在燃烧器区域附近的火焰中心处,当未燃尽的焰流冲刷水冷壁管时,由于煤粉具有一定的棱角,煤粉对管壁有很大的磨损作用,这种磨损将加速水冷壁保护层的破坏,在管壁的外露区段,磨损破坏了由腐蚀产物形成的不太坚固的保护膜,烟气介质便急剧地与纯金属发生反应,这种腐蚀和磨损相结合的过程,大大加剧了金属管子的损害过程。
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。
锅炉本体的腐蚀机理与防护方法摘要:火电厂锅炉在运行过程中容易被腐蚀,对锅炉本体设备的正常使用造成较大的影响。
为了使锅炉本体设备功能和其在存放过程中保持较好的状态,需要制定锅炉本体设备长期保管的防护技术方案,在一定程度上减少了设备被腐蚀和损害的情况,能够在利用的时候发挥正常具有的功效。
关键词:锅炉;腐蚀机理;防腐措施在火电机组施工过程中,锅炉本体设备的安装施工是关键主线施工环节,但是由于火电厂的施工周期比较长,加之工程施工涉及的内容和环节比较复杂,从而促使施工难度比较大。
锅炉主体设备在运输到施工现场之后不能够全部的安装完成,因此需要对其的保管防护工作加强重视,并采取科学、合理的保管防护技术进行本体设备的保管工作,只有这样,设备出现腐蚀和损害的情况才能够得到有效的避免,其的功能在使用过程中才能得到充分的发挥。
一、锅炉本体的腐蚀类型及机理锅炉本体的腐蚀,从它的腐蚀形式上来划分的话,可以分为外腐蚀和内腐蚀。
外部腐蚀主要是由于锅炉本体高温氧化而造成金属材料外表面的腐蚀;内腐蚀的话,情况就比较多,造成内部发生腐蚀的可以是蒸汽腐蚀、碱腐蚀、氧腐蚀、应力腐蚀等等多种情况,内腐蚀也往往是多种腐蚀情形的叠加,而非单种腐蚀的作用。
就机理而言,锅炉本体的腐蚀则又可以被分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。
化学腐蚀指的是锅炉的金属材料和外部介质直接发生化学作用而引起的腐蚀。
电化学腐蚀则指的是锅炉金属材料和外部介质发生了电化学变化,在这个电化学变化的过程当中而导致了锅炉本体的腐蚀。
二、锅炉本体的外腐蚀2.1高温腐蚀高温腐蚀是锅炉外腐蚀中的一大因素,它是锅炉内高温烟气与锅炉材料金属表面相互作用的一个较繁琐复杂的反应过程,根据它的反应机理主要可以归纳成3个大类:硫化物(FeS2、H2S)型腐蚀、硫酸盐型腐蚀和氯化物型腐蚀。
根据目前的研究调查发现,通常在局部热负荷比较高的区域,也就是管壁温度较高的区域,就比如说燃烧器区域附近相比于其他区域而言更容易发生高温腐蚀。