鍋爐省煤器腐蝕的原因以及預(yù)防方法有哪些？

　　鍋爐省煤器腐蝕的原因以及預(yù)防方法有哪些？由高溫腐蝕引起的鍋爐水冷壁爆管事故的頻繁發(fā)生，不僅造成了巨大的經(jīng)濟損失，同時也影響到整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。因此，研究高溫腐蝕的機理，針對腐蝕的特點并根據(jù)鍋爐的運行方式和設(shè)備狀況具體分析高溫腐蝕的原因，尋求防止和解決鍋爐水冷壁高溫腐蝕的途徑是當前緊迫的任務(wù)。本文針對福來鍋爐節(jié)能設(shè)備科技的雙壓爐腐蝕產(chǎn)生嚴重的問題進行分析。
　　1、管屏式余熱鍋爐省煤器
　　管屏式省煤器的特點是：能承受高壓，不怕產(chǎn)生水沖擊，不容易積灰堵塞煙道；但蛇形管難以清洗，鋼管不耐腐蝕，對水質(zhì)的要求比較嚴格，所以，給水必須經(jīng)過軟化和除氧處理。為防止管外壁受腐蝕，要求給水溫度比煙氣露點高5～10℃，水速不應(yīng)低于0.3～0.44米／秒。管屏式省煤器，可制成沸騰式或非沸騰式的。二者在結(jié)構(gòu)上沒有什么區(qū)別，僅在管路連接上有些差異。沸騰式省煤器出口與汽鼓之間沒有任何閥門，以便順利地將省煤器中產(chǎn)生的蒸汽引入汽鼓，只在省煤器人口聯(lián)箱前，相應(yīng)地裝有閥門。沸騰式省煤器無論對水還是煙氣，一般都不需要切斷，所以一般都不設(shè)旁路煙道。管屏式省煤器制成沸騰式省煤器時，水的溫度可以在省煤器內(nèi)加熱到飽和溫度，一部分水汽化蒸發(fā)為蒸汽，這部分汽量占總水量的10～15％，最高可達25％（蒸發(fā)的蒸汽量占總給水量的百分數(shù)稱為沸騰度或沸騰率）。目前電廠運用的70t／h余熱鍋爐，并配一臺25MW蒸汽輪發(fā)電機組，鍋爐在啟動或停爐過程中，由于鍋爐不需要上水或不需要連續(xù)上水，由于其汽水管道的循環(huán)沒有建立，即鍋爐給水處于停滯狀態(tài)，此時省煤器內(nèi)的水處于不流動的狀態(tài)，對省煤器的冷卻效果很差，隨著鍋爐燃燒的加強，煙氣溫度的提高，省煤器內(nèi)的水容易產(chǎn)生汽化，使省煤器的局部處于超溫狀態(tài)。為了防止這種情況的發(fā)生，此時可將再循環(huán)門打開，利用汽包與省煤器中工質(zhì)的密度差，在汽包→再循環(huán)管→省煤器→省煤器引出管→汽包之間，形成自然循環(huán)，使省煤器中的水有所流動，提高對煤器的冷卻效果，達到保護省煤器的目的。使省煤器內(nèi)的水處于流動狀態(tài)，避免其汽化。
　　2、余熱鍋爐省煤器管屏腐蝕原因分析
　?。?）高溫硫化是指高溫下金屬與硫反應(yīng)而導(dǎo)致的腐蝕，通常是指高溫下金屬與氣體硫、有機堿發(fā)生高溫硫化需要還原性氛圍，在此環(huán)境中氧氣分壓很低，硫分分壓很高，金屬硫化反應(yīng)的速率比氧化反應(yīng)大得多，同時對大多數(shù)省煤器管屏來說，硫是一種更強烈更具腐蝕性的氧化劑，硫化腐蝕危害更大。氧化性含硫環(huán)境中，雖然也有硫化腐蝕的發(fā)生，但是腐蝕以高溫氧化為主。
　　（2）給水品質(zhì)不良。當給水除氧不完善時，進入省煤器的水在受熱后放出氧氣易于附著在管內(nèi)表面，造成局部的點狀腐蝕或結(jié)垢。由于腐蝕產(chǎn)物結(jié)構(gòu)疏松多孔，不能阻止腐蝕介質(zhì)的侵入，使得腐蝕不斷向基體金屬發(fā)展，腐蝕不斷加劇。隨著腐蝕進行的同時，生成的腐蝕產(chǎn)物受到氧氣的氧化重新轉(zhuǎn)化成了鐵的氧化物，其又可以繼續(xù)與腐蝕介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
　　（3）在省煤器管壁受到腐蝕后將進一步發(fā)生結(jié)焦，結(jié)焦后，由于省煤器管壁的換熱效果減弱，造成余熱鍋爐的給水參數(shù)降低，最終導(dǎo)致余熱鍋爐的出口參數(shù)降低，嚴重影響鍋爐效率，
　?。?）進口煙氣溫度越高，各管排的換熱量越大，煙氣溫度波動最大和最小時，導(dǎo)致的換熱量最大，通過對比分析與最小的比值能達到3倍；沒有腐蝕或磨損的管排換熱量幾乎不變，且腐蝕或磨損的換熱量大大降低，幅度約為70％：腐蝕或磨損的管排數(shù)越少，該腐蝕或磨損的管排上的換熱量越小，熱量分配越不均勻：煙氣進口溫度在設(shè)計值上下波動時，可以發(fā)現(xiàn)最后五排管子的換熱量隨著波動越大而分布越均勻，但是波動值較大。
　?。?）從事故調(diào)查情況看，給水中的溶解氧來自三方面：熱力降氧器內(nèi)水溫較低（70～90℃），水的除氧不徹底，鍋爐給水中含有一定的溶解氧；從汽輪機回來的蒸汽凝結(jié)水進入除氧器后，因加熱不足而已經(jīng)淋水盤向下落的過程中變成了小霧滴，小霧滴與大氣直接相通，故而又增加了凝結(jié)水中的含氧量；鈉離子交換水帶進除氧器中的溶解氧。這些水中的溶解氧隨鍋爐給水先進入低溫段省煤器內(nèi)，省煤器外壁受高溫加熱，使水中溶解氧擴散速度加快，因而加速了低溫段省煤器內(nèi)的化學腐蝕過程。
　?。?）碳鋼在氫氧化鈉的水溶液中產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕，使金屬本身產(chǎn)生裂紋，發(fā)生脆性斷裂，大多數(shù)汽包鍋爐的水冷壁和聯(lián)箱是用低碳鋼制造。運行時，如果在水冷壁和聯(lián)箱局部位置出現(xiàn)游離濃堿，同時又受到拉力作用，就會產(chǎn)生堿脆。
　　3、余熱鍋爐省煤器管屏腐蝕處理方法
　　為了徹底解決腐蝕這一問題，濰坊福來鍋爐節(jié)能設(shè)備科技利用水熱媒技術(shù)對余熱鍋爐原有的省煤器系統(tǒng)、蒸汽過熱系統(tǒng)和鍋爐上水系統(tǒng)進行了徹底的改造，在不改變系統(tǒng)工藝條件的情況下，既避免了余熱鍋爐省煤器的腐蝕問題，又最大程度地回收了煙氣的熱能。
　　a.將熱管元件改為夾套式熱管，由內(nèi)管、外管以及內(nèi)外管之間一定量的工質(zhì)制作成夾套式熱管元件，并且熱管元件水平放置，內(nèi)部的工質(zhì)處于真空狀態(tài)。其工作原理是：外管吸收煙氣熱量，內(nèi)部的液態(tài)工質(zhì)蒸發(fā)成蒸汽，蒸汽加熱內(nèi)管中的給水，釋放熱量，同時凝結(jié)成液體。如此往復(fù)循環(huán)，使煙氣的熱量源源不斷地加熱給水，熱管以相變傳熱的方式進行工作，傳熱效率很高。
　　b.改造省煤器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。將原有的省煤器系統(tǒng)按煙氣流向分為三部分：低溫過熱器、省煤器和煙氣換熱器，以最大限度地回收熱能；引入150℃左右的低壓除氧水作為水熱媒介質(zhì)，與上述各部分換熱；鍋爐給水泵的出口增設(shè)兩臺給水換熱器，通過省煤器分別與鍋爐上水、外取熱器和油漿蒸汽上水進行換熱，實際運行中，根據(jù)需要首先保證鍋爐上水溫度不低于150℃，從而避免省煤器的低溫露點腐蝕，
　　c.增設(shè)了水路旁通復(fù)線。為了滿足不同的運行工況下省煤器安全正常工作，該系統(tǒng)中增設(shè)了水路旁通復(fù)線，通過調(diào)節(jié)水路復(fù)線上的旁通閥可調(diào)節(jié)熱管省煤器的運行參數(shù)，從而避免低負荷下發(fā)生露點腐蝕。這樣不僅解決低溫露點腐蝕問題，也徹底杜絕換熱管腐蝕穿孔現(xiàn)象，而且減輕換熱管積灰，降低煙氣流動阻力，從而延長余熱鍋爐省煤器的使用壽命，提高裝置運行的經(jīng)濟性。
　　d.省煤器采用結(jié)構(gòu)緊湊，具有自清灰能力的螺旋肋片管省煤器代替光管省煤器。肋片背部的流場發(fā)生改變，使靠近管壁的灰濃度降低，從而減輕了由于負壓和粘附作用引起的積灰。
　　4、結(jié)論
　　鍋爐省煤器所處環(huán)境十分惡劣，因而其腐蝕機理很復(fù)雜，迄今人們還不能對省煤器管屏的腐蝕給予完整的解釋，針對實際情況介紹了各種腐蝕的簡單機理。對水冷壁管涂層。采用一次風反切和側(cè)邊風等措施都可以有效地降低余熱鍋爐省煤器管屏的腐蝕。

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