锅炉高温腐蚀培训课件.ppt

高温腐蚀高温腐蚀原因及预防定义：金属高温受热面(水冷壁、屏式过热器、高温过热器和再热器等)在高温烟气环境下在管壁温度较高处所发生的烟气侧金属腐蚀。金属材料与环境介质在高温下发生不可逆转的化学反应而退化的过程称为高温腐蚀。锅炉高温腐蚀的机理

电站锅炉常出现硫酸盐型高温腐蚀和硫化物型高温腐蚀。硫酸盐型的腐蚀的机理硫酸盐型的腐蚀过程可分为五步：受热面生成一层薄的氧化铁（Fe2O3）铁锈和极细灰粒的沾污层，其厚度是有限的，实际上是金属的保护膜（因铁锈的氧化速度是较慢的）；在火焰高温作用下而升华的碱土金属氧化物（如Na2O和K2O等）冷凝在管壁的沾污层上，如周围烟气中有SO3，则会发生反应形成硫酸盐（Na2SO4或K2SO4等）Na2+SO3→Na2SO4K2O+SO3→K2SO4硫酸盐层增加，热阻加大，表面温度升高而开始发粘、熔化，并开始粘结飞灰，形成疏松的渣层，硫酸盐熔化时会放出SO3；所放出的SO3及烟气中的SO3会通过疏松的渣层向内扩散，发生如下反应：3K2SO4（或Na2SO4）+Fe2O3+3SO3→2K3Fe（SO4）3［或Na3Fe（SO4）3］此时管壁Fe2O3铁锈层被破坏，而K3Fe（SO4）在584℃下就会熔化，进一步氧化而使金属耗损。此时铁的腐蚀为10Fe+2Na2Fe（SO4）3→3Fe3O4+3FeS+3Na2SO4Na2SO4或K2SO4的循环作用而使腐蚀不断进行。运行中因清灰或灰渣过厚而脱落，使得K3Fe（SO4）3或Na3Fe（SO4）3等暴露在高温火炬的辐射下而发生分解反应生成新的碱土金属硫酸盐层，在SO3作用下，不断使管壁受到腐蚀。硫化物型高温腐蚀的机理当管壁附近氧量不够，存在还原性气氛，并出现有H2S气体时，就会产生硫化物腐蚀。燃料中黄铁矿（FeS2）随灰粒和未燃尽煤粉一起冲到管壁上，受热分解出自由原子硫和硫化亚铁FeS2→FeS+［S］此外，当管壁附近存在H2S和SO2时也可能生成［S］H2S＋SO2→2H2O＋3［S］在还原性气氛中，由于缺氧，原子硫有可能单独存在，当管壁温度达到350℃时，会发生如下反应Fe+［S］→FeS硫化亚铁进行缓慢氧化而生成黑色磁性氧化铁Fe3O43FeS+5O2→Fe3O4+3SO2高温腐蚀的原因1煤质原因由于煤炭资源供应紧张，电厂为了保证正常运营，在燃煤品质选择方面比较被动，高硫煤使用量增加，这为高温腐蚀的产生提供了条件；对于部分挥发份低、灰分高的难燃煤，其着火燃烧推迟，在水冷壁附近未燃尽的煤粉增多，形成还原性气氛，也为高温腐蚀的产生提供了条件。2水冷壁管壁温度较高随着机组容量的不断增大（多在300MW以上），温度和压力不断升高，水冷壁管子外壁温度也随之升高（一般最小在400℃以上），并且对于贫煤机组，锅炉的断面热负荷和容积热负荷都相对较大，这也为水冷壁管壁的高温提供了条件。有资料表明，在300～500℃的范围内，管壁外表面温度每升高50℃，烟侧的腐蚀程度将会增加1倍。以一个实验来说明，对12Cr1MoV钢样进行试验,在300°C~500°C范围内,每升高10°C,其腐蚀速度增加0.3g/m---2·h~0.4g/m---2·h;在温度为440°C和460°C时,分别达到3.5g/m---2·h和4g/m---2·h。另外,壁温相差20°C的相邻管子,腐蚀程度相差1倍以上。管壁温度与腐蚀量的关系

3运行原因煤粉细度偏大。在燃用劣质煤时，为了维持磨煤机出力，往往会增大煤粉细度，这样不仅影响锅炉的经济性，而且在离心力的作用下煤粉刷墙，更易在炉壁附近产生还原性气体和腐蚀性气体。运行氧量值偏小。某些电厂的表盘显示氧量值大于实际氧量值，从而误导运行人员调整燃烧，增加炉内缺氧燃烧的可能性。一次风速偏高。电厂运行人员为了防止堵管而提高一次风速，如控制不好势必推迟着火，使得燃烧更加靠近水冷壁区域。各层风量分配不均，使炉膛燃烧区还原性气氛与氧化性气氛交替出现。目前机组多投AGC运行，该方式有时会出现较大的负荷变动，其势必影响炉内燃烧，造成煤粉燃烧效率降低，使得部分未燃煤粉黏结在水冷壁上发生高温腐蚀。4炉内燃烧工况原因贫煤锅炉为了提高稳燃能力增大炉内切圆直径，这样会出现较高的贴壁风速，增加对水冷壁的冲蚀。燃烧器安装角度偏差和一次风均匀性较差都会影响炉内空气动力工况，造成一定程度偏烧。高温腐蚀的防范措施1煤质管理严格控制入厂煤，尤其要特别注意挥发份、发热量以及含硫量等，尽量减少购买高硫煤。2设备维护校验燃烧器的安装角度；定期标定表盘氧量值；定期标定一次风测量元件