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煤粉锅炉受热面的腐蚀机理
2006年7月4日 9:41  
  煤粉锅炉遭受腐蚀的部位通常是水冷壁管,过热器管,再热器管和省煤器管,即所谓“四管”。这些部位在煤粉燃烧过程中,直接与火焰及燃烧产物接触,经受高温、腐蚀和应力的共同作用而失效。
  我国现役机组发电装机总容量接近3亿千瓦,但90%以上为200-300MW,亚临界以下的机组。其中超期服役机组己超过2500万KW。这些机组过热器和再热器大多由低合金钢管制造(如G102,12CrMo, T11, T12等)。材料的因素加之运行中恶劣条件,导致较多的早期爆管情况。局部统计明,锅炉爆管引起停机抢修时间约占整台机组非计划停用时间的40%以上,占非计划用时的70%以上。锅炉爆管不仅严重影响发电机的正常运行,同时给电厂造成重大的经济损失。
  引发锅炉爆管的机因十分复杂。管材制造、冶金质量、安装、焊接等原始质量问题。也有运行中内壁承受高温、高压,外壁经受高温燃气腐蚀,颗粒冲蚀、直至运作制度、管理与维护等,这些因素不下十几项,但90%左右的爆管本质原因是管材经高温、腐蚀和应力的共同作用,出现材料的损伤和裂纹扩展可致。
  在繁多的失效因素中,应力损伤、蒸汽管内腐蚀、疲劳等属于取材、制造、加工、维修和运行管理等原因有关,而腐蚀(高温氧化,熔盐和硫的腐蚀,应力腐蚀)和有关磨损则是表面工程技术可关注与设法解决的对象。
  高温氧化是指炉管在炉内1200℃上下的火焰中,构成炉管的金属元素(主要是Fe)与氧发生反应生成氧化物,氧化物在相组成、结构等方面与原质材料的不相容而产生应力,最终脱层而减薄炉管。
  硫腐蚀则是燃煤中的S被氧化生成SO2或SO3,在空气系数较低或烟气中含量增高时,遂而转化成H2S,后者与炉管的Fe元素生成FeS,造成炉管脱层。
  热腐蚀是硫化物在其露点温度形成含S熔盐,熔盐呈液态,与管壁接触,从而它是更严重的一种腐蚀。
  冲蚀则是在烟流中所夹带的灰渣对炉管表面的冲刷,它是一种物理过程。在上述多种因素共同作用下,对炉管造成严重危害。
 
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