分析探讨锅炉水冷壁高温腐蚀对策__墨水学术,论文发表,发表论文,

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摘要：对数台燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀原因进行分析，指出燃烧过程中一、二次风分离，预燃定型燃烧器的应用，锅炉设计及运行中存在的诸多问题是造成高温腐蚀的主要原因，并针对原因提出相应的预防对策。
　　
　　关键词：水冷壁高温腐蚀原因分析
　　
　　一、水冷壁管腐蚀内在因素分析
　　
　　水冷壁碳钢管在空气中加热时，在600℃以下氧化较慢；到800～1000℃氧化过程发生突变，氧化速率显著增加。从水冷壁碳钢管的氧化时间曲线（如图1）可以看出，最初具有抛物线特征，但其后由于表面膜的保护性能降低，腐蚀进一步加快。
　　1、气体腐蚀
　　水冷壁碳钢管在高温氧化时所形成的氧化皮，有着较复杂的结构，由铁的氧化皮结构，可以看出它由好几层不同的氧化铁组成，各氧化铁层的厚度与氧化温度、氧化时间、大气成分以及铁碳合金的组成有关。
　　在铁的氧化皮中，FeO维氏体，为P型半导体氧化物，高温时，多铁离子借助于FeO晶体中大量存在的阳离子空穴进行扩散，并在氧化皮／气体O2界面上进行氧化反应，生成FeO为不稳定的物质，不具有氧化的性能和保护作用。
　　另外水冷壁碳钢在高温与气体介质相作用，如其中含有O2、H2O、H2等气体，则发生氧化的同时，这些气体还可能与表面的Fe3C相应作用进行反应，反应结果导致表面层的渗碳体减少，这种现象称为脱碳。脱碳时由于有气体反应物生成，使表面膜的完整性受破坏，因而降低膜的保护作用；脱碳的结果还引起了金属机械性能的变化，降低了它们的表面硬度和疲劳极限。
　　在高温高压下氢和含氢的气体与普通的碳钢起强烈的作用。产生反蚀的原因是由于氢沿用晶粒边缘扩散到金属的内部，并发生如下的反应：
　　生成的CH4气体引起晶粒破坏，同时当Fe3C转变成Fe时，其体积要缩小0．7％。
　　2、热腐蚀
　　造成热腐蚀原因主要是因为燃气混合物中含有V2O5，NaSO4、K2SO4以及悬浮于热气流中的一些灰分物质，它们可能沉积在金属表面生成各种低熔点物质，在高温下以融熔状态存在，它是酸性氧化物，可以破坏金属表面的氧化膜，与金属氧化物相作用形成结构疏松的共晶混合氧化物，热腐蚀受介质成分、合金成分、温度、压力以及一些空气动力学方面的因素影响。
　　水冷壁管正是在气体腐蚀、热腐蚀的作用下，金属表面保护膜失去，并进而导致金属发生氧化。
　　
　　二、水冷壁管防护措施
　　
　　（1）防止气体腐蚀方法：改变介质气相的成分即应用保护性气体或控制气体的成分，以降低气体介质的侵蚀性，对金属表面进行防腐处理。这种保护方法主要是在金属热处理时应用，其基本原理是设法控制热处理炉中的气体。使钢铁件既不发生氧化，也不发生脱碳与渗碳。例如控制适当的H2O／H2，CO2／CO或CH4／H2比例；制造保护气体，可利用氨分解生成的N2和H2。
　　（2）控制热腐蚀的方法主要有：除去燃料中有害物质，选择较好的能耐腐蚀的合金材料，选用合适的保护涂层。
　　（3）安装时燃烧器的正确调整。
　　（4）运行中对燃烧的热态调整。
　　
　　三、腐蚀机理分析
　　
　　高温腐蚀是一个复杂的物理化学过程，尽管国内外有人做了大量的试验研究，但对腐蚀机理还不能解释得十分确切。德国e。on公司专家认为，对于大于2.5的高硫煤，在低氧（O2在0.5左右）气氛中易发生水冷壁高温腐蚀，此工况下燃烧是变化的，即O2是频繁波动的。前苏联动力技术局认为火焰直接接近水冷壁，且在局部高热负荷下易发生高温腐蚀。总的来说，发生高温腐蚀最重要的内因条件是燃料中含硫量较高，外部条件是高烟温引起水冷壁的高管壁温度和煤粉火焰贴墙，壁面强还原气氛。
　　（一）高温腐蚀原因分析
　　1.燃煤含硫较高
　　由于煤源紧张，燃煤成分变化较大，煤中硫成份含量较高，最高时达2.5左右。
　　2.高管壁温度
　　

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