b) 高温腐蚀的防护措施
为防止高温腐蚀,避免锅炉爆管事故的发生,针对影响高温腐蚀的主要原因,可采取的防范措施有:
a) 加强对燃料的控制,可通过燃烧前和燃烧中除硫的方法,降低燃料的含硫量。
b) 进行燃烧调整,尽可能均匀各燃烧器之间的煤粉浓度分布,控制火焰不偏烧不刷墙。
c) 加强对给水的控制,适当提高高温腐蚀区域水冷壁管内水流速度,降低管壁温度,严格控制给水品质,避免因水冷壁管内结垢而影响换热,从而导致水冷壁管壁温度增加。
d) 提高金属抗腐蚀能力,可采用耐腐蚀高合金钢,渗铝管及在管外敷设碳化硅涂料等表面防护方式,降低腐蚀速度。
e) 加强燃烧调整、合理配风,以达到降低水冷壁附近还原性气氛和避免烟气直接冲刷水冷壁两个目的。
对现场实际运行而言,加强燃料、给水控制会分别受到煤质及制粉系统、水质及水处理装置的限制;而提高金属抗腐蚀的能力,采用耐腐蚀高合金钢,或进行金属材料表面防护则涉及工程设计及造价问题。因此,合理配风、调整燃烧是防止水冷壁高温腐蚀的根本措施。
2) 水侧腐蚀
锅炉水冷壁也会由于水侧腐蚀导致爆管,水侧腐蚀主要类型有:锅内水局部浓缩引起的运行中腐蚀;给水含氧引起的氧腐蚀和因应力产生的苛性脆化等几种。苛性脆化主要发生在胀接或铆接锅炉中,大型电站锅炉中较少见。引起水侧腐蚀主要原因是锅炉给水质量不合格,炉水处理方法不正确,化学监督不严,未按规定进行排污,致使管内结垢腐蚀;锅炉停炉后保养不当也会造成水冷壁管腐蚀。
a) 锅内水局部浓缩引起的运行中腐蚀的过程可描述如下:炉水在管内沉积物下面、蒸发受热面的缝隙以及炉管内产生汽塞的部位发生局部的浓缩,产生浓酸或浓碱,破坏炉管内表的Fe3O4 保护膜,从而造成了炉管金属表面被酸碱腐蚀,可分别称为酸性腐蚀和碱性腐蚀。碱性腐蚀常发生在多孔沉积物下面,腐蚀产物与金属表面附着性较差,腐蚀产物中夹有磷酸盐、硅酸盐等炉水成分,除去腐蚀物后,有凹凸不平的腐蚀坑。由于在浓碱条件下氢离子少,产生的氢且容易扩散出去,不会渗入钢中造成脱碳现象,坑下金属的金相组织和机械性能都没有变化,金属仍保持其延展性,爆管是由于腐蚀破坏使管壁减薄过热鼓包所致。酸性腐蚀常发生在比较致密的沉积物下面,由于在浓酸条件下氢离子浓度高,生成的氢不容易扩散出去,部分渗入到钢中,和钢中渗碳体Fe3C反应,因此酸性腐蚀和氢脆现象总伴随在一起。爆口附近腐蚀产物与金属表面结合较牢固,金属表面存在腐蚀坑。大部分爆口的内壁表面脱碳,管壁面多有微裂纹存在, 这些裂纹连成网状,多为沿晶破裂。爆口胀粗不明显,破口断面平齐、粗钝,呈脆性断裂特征。
b) 锅炉的氧腐蚀是电化学腐蚀。氧腐蚀主要发生在省煤器入口段受热面内壁,严重时可达省煤器中部直到锅炉水冷壁。其主要特征是溃疡腐蚀,在被腐蚀的金属表面形成许多小型鼓包,其直径差别很大,鼓包表面颜色由黄褐色到砖红色,次层为黑色粉末物,金属表面有腐蚀坑。爆口金相组织变化不明显,为韧性断裂。
防范水侧腐蚀主要通过进行炉水处理,严格执行化学监督,按规定进行排污的方式,保证汽水品质进行预防治理。