火电厂锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损的原理-危害-防护途径-西拓新材
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作者:westtop
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发布时间 :2020-05-19
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火力发电厂锅炉水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理复杂,它与炉膛火焰温度、燃煤的含硫量、烟气与灰分颗粒的冲蚀密切相关。防止水冷壁高温腐蚀和磨损的常用方法有两类,即非表面防护方法和表面防护方法。本文针对广东沙角 B 电厂 3# 炉,本公司采用超音速电弧喷涂 45CT 合金涂层工作寿命已近四年,认为采用热喷涂技术是火电厂锅炉水冷壁高温防腐耐磨涂层很可靠的解决方法。
1.锅炉水管的高温腐蚀和磨损一直是电气系统中的严重问题。他的直接伤害主要表现在以下两个方面:
(1)使管壁变薄。据统计,每年的减薄量通常约为1毫米,严重的可达到5-6毫米年。这对安全操作构成了严重的潜在威胁,并增加了电厂临时维护和大修的工作量。电厂造成了巨大的经济损失。
(2)水冷壁的突然爆炸导致锅炉紧急关闭以进行紧急维修,这不仅破坏了发电厂的正常发电顺序,降低了发电量,而且降低了劳动强度。增加的人力和额外的维护成本,直接影响电厂的效率。对业务的影响。同时,它也扰乱了区域电网的正常航行,影响了当地的工农业生产,这也产生了重大的社会影响。
在锅炉运行过程中,由于燃烧的煤中存在硫和其他有害杂质,因此在高温下腐蚀水冷壁。这种现象在所有燃煤锅炉中都会发生,我们经常在不同火力发电厂的锅炉定期检查中遇到这种现象,但是程度不同。广东省沙角乙发电厂的煤中含有大量的硫,并且水壁在高温下遭受特别严重的腐蚀,从而导致严重的管道破裂和更换管道的损失。同时,在锅炉内燃复杂的动态过程中,煤燃烧过程中产生的大量灰烬猛烈撞击水冷壁,严重伤害水冷壁的工作面,导致水冷面的工作。壁管会少量磨损。不同程度的平台。水壁的实际厚度变薄可能会由于高温强度不足而导致水壁管破裂,并且其不利影响也比高温腐蚀严重。因此,我们需要找到一种技术方案来提高水冷壁的耐磨性并延长水冷壁的使用寿命。
2.高温腐蚀和水冷壁管磨损的机理
水冷壁管的高温腐蚀和磨损机理非常复杂。简而言之,它与以下因素有关:(1)烤箱火焰的温度; (2)煤的硫含量; (3)日食烟气和灰分的影响。在锅炉运行期间,炉子的温度可以达到1600℃。由于煤燃烧中存在硫和其他有害杂质,水壁通常遭受高度腐蚀。温度。高温腐蚀的危险包括在燃烧过程中形成的SO2,SO3,H2S,HCl,碱金属盐和钒盐。这是在不同温度下腐蚀管壁上多种化学物质的复杂动态过程。 。其中,硫化物是高温锅炉的主要腐蚀因素。一种是由于暴露于烟道气中的硫化氢和管壁中的金属而引起的腐蚀。含硫化合物在高金属温度下产生单原子硫,并且硫与管道中的铁反应形成硫化物。铁(Fe + S→FeS);第二个是在高温的作用下,不可燃的硫磺产生硫酸盐并与灰分混合,沉淀在管壁表面,但不再具有水冷壁管所需的各种高温机械性能。结果,减小了水冷壁管的有效壁厚,并且其有效承载能力进一步减小,从而引起腐蚀。此外,高温烟道气以超过8m / s的速度撞击管道壁,并且烟道气体的腐蚀和灰烬颗粒的清洁在金属表面上交替出现,从而导致壁变薄。
三、防止水冷壁高温腐蚀和磨损的途径。
意外的爆管则会造成较大的经济损失,电厂为减少爆管,投入了大量人力、物力加强对水冷壁的监测和更换,但是监测未取得任何实质性的效果,换管则将大大增加生产成本和维修费用。只有防患于未然才是很好的办法。 分析清楚了水冷壁高温腐蚀的产生原因,就可采用有效的方法来进行防止,常用方法可以分为两类,即非表面防护方法和表面防护方法。非表面防护方法有:
A. 采用低氧燃烧技术。
B. 尽可能使各燃烧间的煤粉浓度均匀。
C. 合理的配风及强化炉内的湍流混合。
D. 控制适当的煤粉细度。
E. 避免出现受热面壁温局部过热。
F. 在壁面附近喷空气保护膜。
G. 加添加剂。
H. 控制合理的炉膛出口烟温。
I. 对易产生高温腐蚀的煤种采用抗腐蚀高温合金或耐磨陶瓷。
J. 采用烟气再循环。
K. 对受热面的设计布置合理,以避开高烟温区和高壁温区出现。
L. 对易腐蚀区加炉衬防护。
非表面防护法的共同之处在于,某种程度上可以减轻水冷壁的腐蚀,但并不能真正做到防止其腐蚀。而且有些方法在实际运行中会因为各种原因而不能有效地实施,甚至个别方法还存在争议,如炉衬防护,不但影响燃烧室吸热能力,还会使腐蚀复杂化。故有必要寻求其它效果更好的表面防护方法。
对受腐蚀构件表面覆盖耐腐蚀的隔离层,是直接有效的防腐措施,属于高温腐蚀的表面防护方法,主要包括:
(1)涂刷法:涂刷的涂层塑性、热膨胀性等不能适应锅炉内环境及脱硫装置,使用中易产生脱层,难于实际应用。
(2)电镀、热渗镀:镀层的覆盖性及结合度较好,但受工件尺寸限制,镀件在现场拼焊中镀层也会出现薄弱环节,降低使用性能。无法对已有设施进行再次防腐。
(3)热喷涂:适合现场操作,涂层材料选择范围宽,组合方式多,能提供多种性能涂层,对已有设施的未防护部分进行追加防护,已防护部分进行再次防护。
水冷壁管的可靠性,直接关系到电厂机组是否能安全有效运行,但锅炉运行中对不可避免地对水冷壁管造成腐蚀、冲蚀(磨损),使其有效承载能力下降、安全性降低。如何解决这些问题,成为提升电厂竞争力的关键!