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技術文獻

技術文獻--煤粉鍋爐受熱面的腐蝕機理
發布時間:2015-01-29   閱讀次數:4162次  

煤粉鍋爐遭受腐蝕的部位通常是水冷壁管,過熱器管,再熱器管和省煤器管,即所謂“四管”。這些部位在煤粉燃燒過程中,直接與火焰及燃燒產物接觸,經受高溫、腐蝕和應力的共同作用而失效。

我國現役機組發電裝機總容量接近3億千瓦,但90%以上為200-300MW,亞臨界以下的機組。其中超期服役機組己超過2500萬KW。這些機組過熱器和再熱器大多由低合金鋼管制造(如G102,12CrMo, T11,T12等)。材料的因素加之運行中惡劣條件,導致較多的早期爆管情況。局部統計表明,鍋爐爆管引起停機搶修時間約占整臺機組非計劃停用時間的40%以上,占非計劃用時的70%以上。鍋爐爆管不僅嚴重影響發電機的正常運行,同時給電廠造成重大的經濟損失。

引發鍋爐爆管的機因十分復雜。管材制造、冶金質量、安裝、焊接等原始質量問題。也有運行中內壁承受高溫、高壓,外壁經受高溫燃氣腐蝕,顆粒沖蝕、直至運作制度、管理與維護等,這些因素不下十幾項,但90%左右的爆管本質原因是管材經高溫、腐蝕和應力的共同作用,出現材料的損傷和裂紋擴展可致。

在繁多的失效因素中,應力損傷、蒸汽管內腐蝕、疲勞等屬于取材、制造、加工、維修和運行管理等原因有關,而腐蝕(高溫氧化,熔鹽和硫的腐蝕,應力腐蝕)和有關磨損則是表面工程技術可關注與設法解決的對象。

高溫氧化是指爐管在爐內1200℃上下的火焰中,構成爐管的金屬元素(主要是Fe)與氧發生反應生成氧化物,氧化物在相組成、結構等方面與原質材料的不相容而產生應力,最終脫層而減薄爐管。

硫腐蝕則是燃煤中的S被氧化生成SO2或SO3,在空氣系數較低或煙氣中含量增高時,遂而轉化成H2S,后者與爐管的Fe元素生成FeS,造成爐管脫層。

熱腐蝕是硫化物在其露點溫度形成含S熔鹽,熔鹽呈液態,與管壁接觸,從而它是更嚴重的一種腐蝕。

沖蝕則是在煙流中所夾帶的灰渣對爐管表面的沖刷,它是一種物理過程。在上述多種因素共同作用下,對爐管造成嚴重危害。

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