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此资料由网络收集而来如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享我们负责传递知识。锅炉高温腐蚀及防止措施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。1高温腐蚀的主要原因1.1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。1.2燃料和积灰沉积物中的腐蚀成分燃用含硫量高的煤粉时煤粉中的黄铁矿(FeS2)燃烧受热分解出自由的硫原子:FeS2→FeS+[S]而烟气中存在的一定浓度的H2S与SO2化合也产生自由硫原子:2H2S+SO2→2H2O+3[S]。自由硫原子与约350℃温度的水冷壁管相遇发生反应:Fe+[S]→FeS3FeS+5O2→Fe3O4+3SO2产生腐蚀。其次燃料中的硫及碱性物会在炉内高温下反应生成硫酸盐当这些硫酸盐沉积到受热面上后会再吸收SO3生成焦硫酸盐如Na2S2O7和K2S2O7。焦硫酸盐的熔点很低在通常的锅炉受热面壁温下呈熔融状态与Fe2O3更容易发生反应生成低熔点的复合硫酸盐:3Na2SO4+Fe2O3+3SO3→2Na3Fe(SO4)33K2SO4+Fe2O3+3SO3→2K3Fe(SO4)3当温度在550℃~700℃时复合硫酸盐处于融化状态将管壁表面的Fe2O3氧化保护膜破坏继续和管子金属发生反应造成过热器管的腐蚀。另外燃料中含有氯化物也是使炉管损耗的一个重要原因。它们与烟气中的水、硫化氢等反应生成硫酸盐和Hcl气体由于Hcl的存在可以使金属表面的保护膜遭到破坏从而加大对管壁的腐蚀。燃料中含氯量增加对金属的腐蚀速率也随之增加。当灰中含氯低于0.2%时不致产生明显的腐蚀;当含氯量达到0.6%时将造成高的腐蚀率。2腐蚀产物的矿物组成腐蚀产物内层的物相组成主要为铁的硫化物和氧化物中间层和外层为铁硫化物铁氧化和铝硅酸盐;对各层的组成进行半定量分析发现:由内而外铁硫化物的含量降低其含量分别为74%、64%、54%;铝硅酸盐含量增加其含量分别为中间层22%、外层28%;铁氧化物内层含量较高为26%由于受到铝硅酸盐的影响中间层和外层的含量有所降低含量分别为14%、18%最外层受炉膛中氧气的氧化其铁氧化物的含量要比中间层高。铁的硫化物和氧化物为腐蚀的产物而硅铝质组分来自于粘附的燃煤飞灰颗粒其腐蚀类型是硫化物型腐蚀。腐蚀产物显微特征和微区分析1金相显微和孔结构特征腐蚀产物具有明显的分层结构内层结构致密外层3疏松多孔具有大量的孔隙。内层矿物组成比较单一分布比较均匀为高温乘积的结晶矿物光性较强。外层矿物组成复杂分布不均高温乘积的结晶矿物中分布大量来自煤中的高温分解形成的球形非晶质矿物。利孔隙的大量存在为腐蚀介质的扩散提供了通道使得其可以渗透到渣层内部与管壁发生腐蚀管壁。推测腐蚀过程为:首先腐蚀介质H2S或原子硫与管壁金属氧化膜发生反应使得管壁失去保护层然后进一步与管壁基体金属反应腐蚀管壁生成铁的硫化物。在腐蚀产物的最内层主要为铁硫化物所以其它元素的含量很少伴随反应进行的同时飞灰颗粒不断粘附到腐蚀产物的外层在高温条件下熔融使腐蚀产物内外温差升高加速了腐蚀进程。1.3还原性气氛锅炉的高温腐蚀和还原性气氛的存在有着密切相关的关系CO浓度大的地方腐蚀就大。某些部位的空气不足使煤粉燃烧的过程拖长未燃尽的煤粉在炉管附近分离使碳和硫聚集在边界层中未燃尽碳进一步燃烧时又形成局部缺氧使水冷壁附近的烟气处于还原性气氛。由于缺氧硫的完全燃烧和SO2的形成发生困难H2S便与受热面金属发生直接反应因H2S是还原性介质比氧化性介质更具有腐蚀性H2S的浓度越高受热面温度越高腐蚀速度越快同时还原性气氛导致了灰熔点温度的下降和灰沉积物过程加快从而导致受热面管子的腐蚀。[S]腐蚀煤粉在燃烧