电站锅炉受热面高温氯腐蚀的机理探讨.pdf

第4期锅炉制造No.4
1999年11月BOILERMANUFACTURINGNov.1999

电站锅炉受热面高温氯腐蚀的机理探讨

李守信阎维平方立军
(华北电力大学)

摘要燃煤电站锅炉受热面普遍存在高温腐蚀,对于高温腐蚀一直认为主要为硫酸盐和硫化物
腐蚀,近年来发现,煤中氯对电站锅炉管高温氯腐蚀的作用亦不可忽视。文中着重对高温氯腐蚀
的机理进行了探讨,并提出了一些需要更加深入研究的问题。
关键词电站锅炉高温腐蚀氯腐蚀

TheMechanismoftheHighTemperature
ChloridizationCorrosionontheHeatTransferSurface
ofUtilityBoiler
LiShouxinYanWeipingFangLijun
AbstractThehightemperaturecorrosionontheheattransfersurfaceofcoal-firedutilityboilerisgen
erallyexisted.Thesulfateandsulfidecorrosionhaveofftenbeenthoughttobethemaincontribution.Recently
researcheshaveshown,theinfluenceofhightemperaturechloridizationcorrosioncausedbychlorineexistingin
thecoalshouldnotbeneglected.Thispaperemphaticallydiscussesthemechanismofhightemperaturechlo
ridizationcorrosionandsomecounter-measureshavebeenproposed.Furtherinvestigationtopicsarealsosug
gested.
Keywordsutilityboiler;hightemperaturecorrosion;chloridizationcorrosion

现以来,已有40多个大型电厂的发电锅炉存
0引言在着较严重的高温腐蚀,机组容量从25MW
到300MW,蒸汽参数有次高温高压、高温高
燃煤电站锅炉受热面的高温腐蚀现象普
压、超高温高压和亚临界压力,涵盖全国各大
遍存在。国外早在40年代就提出了高压大
电网,使用的燃料有无烟煤、半无烟煤和贫
容量锅炉水冷壁管的高温腐蚀问题,并进行
煤,国外使用褐煤的机组也存在着类似的情
了分析和试验研究。水冷壁、过热器、再热器
况。
等高温受热面,常常因高温氧化、腐蚀而早期
对高温腐蚀的研究,几十年来都集中在
失效。随着大容量、高参数锅炉的应用,这种
高温硫腐蚀的研究上,而对煤中氯在炉内对
高温腐蚀现象更加明显,严重地影响着电厂
炉管的高温腐蚀却研究不多,而这种腐蚀又
的安全运行,是造成发电机组非正常停机的
确实存在且不可忽视。本文从分析高温硫腐
一个重要因素。据不完全统计,国内燃煤电
蚀开始,重点探讨了高温氯腐蚀的机理。
站锅炉受热面的高温腐蚀问题自60年代发
收稿日期:19990816
20锅炉制造总第174期

较紧密;而另一种结积物为较薄的黑色,与管
1高温腐蚀的研究现状壁结合较松散。进一步观察还发现,被较厚
结积物覆盖的管子腐蚀较清,而被较薄结积
对于燃煤电站锅炉的高温腐蚀问题,长物覆盖的管子腐蚀较重。经微观和扫描电镜
期以来,国内外进行了大量的试验研究工作,分析发现,较厚的结积物中,外层的灰白色厚
并普遍认为,高温腐蚀主要是煤中硫的腐蚀约10mm,机械剥离时呈小颗粒状,粉状脱
行为,主要是以硫酸盐为主要成分的熔盐腐落,与内层结合不牢,它主要是由Fe、S及部

蚀和H2S及硫氧化物造成的气态腐蚀。大量分Pb和少量的K、Na、Si等元素组成,其中的
的研究结果认为,在煤燃烧过程中,煤中的硫硫酸盐为主,其内层厚约0708mm,与管

化合物(主要是FeS2和有机硫化物(RS))与壁结合牢固,分离时呈小片状,较脆,难以碾
氧发生反应。同时在高温燃烧中,煤中的K、成粉末,有一定的磁性,在接近金属表面时,

Na盐类转化为它们的高价氧化物K2O和这些小片还略带金属光泽。经分析主要是

Na2O,这些氧化物会与生成的SO3反应,生成FeS、Fe3O4和Fe2O3。

它们的硫酸盐。硫酸盐又进一步与Fe2O3、从以上分析可以看出,目前大部分研究

SO3发生反应而生成复合硫酸盐。这些复合者都认为,造成锅炉管高温腐蚀的主要原因
硫酸盐在550680的温度范围内呈熔融是硫酸盐(钾盐、钠盐