余热锅炉省煤器腐蚀机理的研究.docx

余热锅炉省煤器腐蚀机理的研究-1--4-余热锅炉省煤器腐蚀机理的研究余热锅炉省煤器是当中的一个重要的设备关乎余热锅炉的使用效果因此探讨余热锅炉省煤器腐蚀问题非常有必要这是提高余热锅炉省煤器使用质量的一个重要的环节。余热锅炉省煤器腐蚀概述余热锅炉可以分为两类：一类为对工业生产过程当中产生的气体进行冷却满足工艺要求也实现了回收余热；另一类是为工业生产节能进行热回收。根据余热锅炉使用场合不同可以将余热锅炉分为烧结余热锅炉、水泥窑余热锅炉、合成氨余热锅炉等等。从水循环方式不同的角度来区分可以分为自然循环余热锅炉与强制循环余热锅炉。省煤器是锅炉的不可或缺的部分其主要功能是通过与锅炉尾部烟气的换热加热进入锅炉的除氧水降低排烟的温度提高锅炉的效率。省煤器受其工作环境的影响经常发生高温腐蚀、低温腐蚀、电化学腐蚀以及氧腐蚀等。一旦省煤器发生渗漏将对锅炉的安全与经济运转带来危害。卧式省煤器由于排水困难尤其易出现腐蚀。铝厂或者炼钢厂的碳素生产过程当中会产生大量的高温废气为了进一步提高废气的利用率以及防止环境污染煅烧窑尾部一般都会布置余热锅炉对高温废气进行回收利用．铝厂的碳素生产原料一般均为石油焦而国内大部分铝厂的原料石油焦含硫量高从煅烧窑出来的烟气中含有大量腐蚀性硫的氧化物(一般为SO2)。当进入余热锅炉的烟气中含有SO2时其中一部分会被氧化成SO3当SO2和SO3。等酸性气体经过高温受热面时这些酸性气体通过管壁附着层渗透与管壁氧化膜发生腐蚀反应进而与管壁金属反应破坏水冷壁和高温受热面．随着烟气的流动烟气中的SO3。与水蒸气结合生成硫酸蒸汽在低温金属表面上结露形成硫酸溶液硫酸溶液与碱性灰或者金属管壁反应腐蚀金属这种腐蚀一般发生在省煤器上属于低温腐蚀严重时省煤器部位可能发生爆管泄露现象。管屏式余热锅炉省煤器管屏式省煤器的特点是：能承受高压不怕产生水冲击不容易积灰堵塞烟道；但蛇形管难以清洗钢管不耐腐蚀对水质的要求比较严格所以给水必须经过软化和除氧处理。为了防止管外壁受腐蚀要求给水温度比烟气露点高5～10℃水速不应低于0.3～0.44米／秒。管屏式省煤器可制成沸腾式或非沸腾式的。两者在结构上没有什么区别仅在管路连接上有些差异。沸腾式省煤器出口与汽鼓之间没有任何阀门以便顺利地将省煤器中产生的蒸汽引入汽鼓只在省煤器人口联箱前相应地装有阀门。沸腾式省煤器无论对水还是烟气一般都不需要切断所以一般都不设旁路烟道。管屏式省煤器制成沸腾式省煤器时水的温度可以在省煤器内加热到饱和温度一部分水汽化蒸发为蒸汽这部分汽量占总水量的10～15％最高可达25％(蒸发的蒸汽量占总给水量的百分数称为沸腾度或沸腾率)。目前电厂运用的70t／h余热锅炉并配一台25MW蒸汽轮发电机组锅炉在启动或停炉过程当中由于锅炉不需要上水或不需要连续上水由于其汽水管道的循环没有建立即锅炉给水处于停滞状态此时省煤器内的水处于不流动的状态对省煤器的冷却效果很差随着锅炉燃烧的加强烟气温度的提高省煤器内的水容易产生汽化使省煤器的局部处于超温状态。为了防止这种情况的发生此时可将再循环门打开利用汽包与省煤器中工质的密度差在汽包→再循环管→省煤器→省煤器引出管→汽包之间形成自然循环使省煤器中的水有所流动提高对煤器的冷却效果达到保护省煤器的目的。使省煤器内的水处于流动状态避免其汽化。腐蚀机理分析根据腐蚀产物的物相和化学成分分析可知该炉省煤器高温腐蚀属于严重的硫化物型腐蚀。引起硫化物型高温腐蚀的主要原因是腐蚀区域烟气中含有游离态硫以及烟气呈还原性。煤中黄铁矿FeS2在燃烧过程当中分解生成Fex-1Sx并同时释放出S2。在高温还原气氛下炉膛中的S以游离态硫和H2S存在这两者都具备渗透作用可沿金属晶界穿过致密的磁性氧化铁层分别和Fe及FeO发生硫化作用从而腐蚀省煤器管。管壁的腐蚀形成大量的硫化铁(Fex-1Sx)铁硫化物熔点低在炉膛高温下呈熔融状态流动性强因而内层腐蚀物多为高亮的熔融状物质；同时熔融态的铁硫化物具备黏性易黏附大量的灰颗粒。防腐蚀的技术措施4.1.贴壁二次风技术贴壁二次风是从二次风箱引出一小股二次风在高温腐蚀区域的上游或在腐蚀区域省煤器上安装喷口向炉膛内喷入空气。采用贴壁风的目的是改变省煤器高温腐蚀区域的还原性气氛增加局部含氧量来减缓省煤器的腐蚀。4.2.渗铝省煤器管钢材经表面渗铝后其正常的渗层结构应当由三部分组成外层是铝原子浓度较高的氧化铝壳中间为铝铁合金区内层是基体金属从而使钢材具备复合材料的性能可以大大提高其抗高温氧化、抗腐蚀和抗飞灰磨损的能力。但在应用中出现过管材外壁有完全脱碳层、管内壁易结垢等问题。另外渗铝管与钢管的焊缝无法保证抗腐性能为了增强可靠性通常采用更长的渗铝管以使焊缝远离高温腐蚀区但这增加了成本。渗铝管价格高于普通钢管40％选用时应做技术经济比较。4.3.热喷涂防腐技术采用电弧喷涂与