锅炉结焦、腐蚀和磨损的原因、危害和预防

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刘智仁锅炉结焦、腐蚀和磨损的原因、危害和预防
张弘权 韩长龙|国家能源集团吉林龙华长春热电一厂
摘要:锅炉的结焦、腐蚀、和磨损对
锅炉设备的安全与稳定运行有着极其严重的危害,它们形成的原因很多,必须根据其形成原因进行预防,以减少对锅炉设备的危害,保证发电机组的安全与稳定运行。
关键词:锅炉;结焦;腐蚀;磨损1 锅炉结焦
所有固体燃料都有一定的灰分。燃煤灰分的熔点有高有低,熔点较低的煤容易结焦。对于煤粉锅炉来说,火焰中心的区域温度很高,灰粒一般呈现融化或软化状态。当采用固态排渣方式,如果灰粒在接
触路墙、水冷壁、炉膛出口受热面和落入冷灰斗之前没有充分冷却,就会粘附在这些地方而形成灰渣,从而使成渣地区或受热面的温度升高。由此形成了一个自然加剧的恶性循环结焦过程。形成锅炉结焦的原因很多,大致有以下几个方面:
1.1 灰的性质
灰的熔点越高,则越不容易结焦;反之,熔点越低,越容易结焦。灰的组成很复杂。灰的熔点与灰的化学成分及周围的介质有关,灰的化学成分及其成分的含量比列决定灰熔点的高低,灰的熔点比其混合物中最低熔点还要低。
1.2 周围介质成分对结焦的影响燃烧过程中,由于供风不足或燃料与空气的混合不良,使使燃烧达不到完全燃烧,未完全燃烧将产生还原性气体,灰的熔点就会大大降低。
1.3 运行操作不当
由于燃烧调整不当,使炉膛火焰发生偏斜或一、二次风配合不合理,一次风速过高,煤粒没有完全燃烧而在高温软化状态下粘附在受热面上继续燃烧,而形成了恶性循环。
菲特台风路径1.4 炉膛容积热负荷过大
由于炉膛设计不合理,或锅炉不适当的超出力,而造成炉膛容积热负荷过大,使炉膛温度过高,灰粒到达水冷壁壁面和炉膛出口时还不能得到足够的冷却,从而造成结焦。
1.5 吹灰、除焦不及时
当炉膛受热面积灰、结焦过多,清理不及时都会造成受热面壁温升高,从而使受热面产生严重结焦。
结焦会对锅炉产生如下的危害:A.结焦会引起汽温偏高。
在炉膛大面积结焦时,会使炉膛吸热量大大减少,炉膛出口烟气温度偏高,使过热器传热强化,造成过热汽温偏高,并使过热器管壁超温。
B.破坏水循环。
炉膛产生局部结焦后,使结焦部位水冷壁吸热量减少,循环流速下降。严重时会使循环停滞,而造成水冷壁爆管事故。
服务质量模型C.增加排烟热损失。
由于结焦使炉膛出口温度升高,造成排烟温度升高,从而增加了排烟热损失,降低了锅炉热效率。
D.降低锅炉出力。
炉膛结焦严重还会造成锅炉出力下降。
为了防止结焦,在运行上要合理调整燃烧,使炉内火焰分布均匀,火焰中心保持适当位置;发现积灰和结焦应及时清除,尽量保证锅炉在正常负荷下运行,避免超出力;在锅炉检修上保证喷燃器安装的正确;检修后锅炉严密性较好,对锅炉设备不合理的地方进行改进,以防结焦。2 锅炉受热面的腐蚀
锅炉受热面的腐蚀一般发生在承压受热管子的外部、内部和低温受热面的烟气侧。
2.1 锅炉承压受热管子的内部腐蚀现代大容量锅炉承压部件的内部腐蚀主要是垢下腐蚀,多发生在水冷壁管内,垢下腐蚀一般发生在管子焊缝附近和容易沉积水垢或铁垢的地方,这些地方管内留有毛孔,因此会在这些地方积聚水渣和铁垢,这样随之带来了一种电化学过程的垢下腐蚀。这种腐蚀使管子金属产生腐蚀坑,从而使承压管子管壁减薄,而发生漏泻或爆破。或者由于结垢而使管子传热恶化,发生超温损坏。
为了防止内部腐蚀,需注意下列工作:(1)注意检查水冷壁承压受热管子的焊缝是否向火侧有氧化皮生成,将有氧化皮生成的管子割下,检查内部是否有垢下腐蚀,并设法消除缺陷。
汽车电子调节器(2)对新炉和新焊接的管子,应保证焊口质量
(3)设法减少给水中氧和二氧化碳含量及含铁量和含铜量。
(4)保证适当的给水和炉水PH 值。2.2锅炉承压受热管子的外部腐蚀在高参数大容量电站锅炉的水冷壁、过热器管子上产生的外部腐蚀一般称为高温腐蚀。高温腐蚀多发生在过(再)热器管和液态排渣煤粉炉水冷壁管上。近年来,一些高温高压腐蚀会使承压管的管壁减薄,而发生泄漏和爆破,也是直接威胁电厂锅炉安全运行的因素之一。
2.2.1 高温腐蚀机理
锅炉承压受热管的烟气侧高温腐蚀是一个较为复杂的物理化学过程,目前对腐蚀机理的说法还不尽统一。
苏宁猝死燃煤锅炉高温腐蚀一般有两种类型:(1)硫酸盐型腐蚀:其腐蚀过程是当受热面形成一层薄的三氧化二铁和极细的灰粒污染层。在高温火焰作用下升华的碱性金属氧化物冷凝在管壁灰粒污染层上,如果周围有三氧化硫则会发生反应生成硫酸盐,由于硫酸盐层增加,热阻加大,表面温度升高并开始发粘、熔化并粘结飞灰,形成疏松的渣层;硫酸盐在熔化时会放出三氧化硫,放出的三氧化硫及烟气中三氧化硫会通过疏松的渣层向内扩散,而使管壁的铁锈破坏,从而使管壁金属耗损。当运行中这层灰渣层脱落后重新出现前述反应,继续使管壁受到腐蚀。
(2)硫化物腐蚀:其腐蚀过程是燃料中黄铁矿随灰粒和未燃烬的煤粉一起粘到管壁上,受热分解出游离状态的硫和硫化亚铁或者壁面附近有硫化氢和二氧化硫时也能生成游离态硫。在还原性气体中游离态硫可单独存在,当管壁温度高达350度时游离态硫和铁会生成硫化亚铁而受到腐蚀。
由此可见,高温腐蚀与燃煤含硫量,以及还原性气体等条件有关。
2.2.2 防止高温腐蚀的措施
(1)提高金属的抗腐蚀能力如采用耐腐蚀的高合金钢、渗铝钢管、管外敷设碳化硅涂料等。
(2)在炉内创造良好的燃烧条件,保证燃料迅速着火,及时燃烬,特别是防止一次风冲刷壁面,使未燃烬煤粉尽可能不在结煤粉尽可能不在结渣面上停留。合理配风,防止壁面附近出现还原性气体等。
丙烯酸正丁酯2.3 低温受热面烟气侧腐蚀
低温腐蚀常出现在空气预热器的冷端,以及给水温度低的省煤器中。在受热面的温度低于烟气的露点时,烟气中的水蒸汽和硫燃烧后行成的三氧化硫结合成的硫酸会凝结在受热面上,严重地腐蚀受热面。
烟气中的水蒸汽露点比空气中的水蒸汽露点要高,烟气中的水蒸汽露点在25-50摄氏度之间,如果只考虑水蒸气露点受热面上结露可能性就较小,但烟气中的硫酸蒸汽即使含量很少,烟气露点也会提高很多,如果低温受热面的金属壁温低于硫酸气的露点,便会在低温受热面上结露,从而造成低温受热面的腐蚀。
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