鍋爐水冷壁管向火側(cè)腐蝕原因及改進(jìn)措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-472編號(hào)：_鍋爐水冷壁管向火側(cè)腐蝕原因及改進(jìn)措施審核：_時(shí)間：_單位：_鍋爐水冷壁管向火側(cè)腐蝕原因及改進(jìn)措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項(xiàng)目而進(jìn)行的活動(dòng)或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問題目標(biāo)和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計(jì)劃和可行性分析、實(shí)施和跟進(jìn)。可通過修改使用，也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。針對(duì)某電廠鍋爐發(fā)生的水冷壁向火側(cè)大面積腐蝕現(xiàn)象，對(duì)腐蝕管進(jìn)行了宏觀、微觀檢查，對(duì)外壁腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行了成分分析，確認(rèn)了腐蝕成因，提出了提高

2、爐內(nèi)燃燒區(qū)的氧量、調(diào)整燃燒器及提高煤粉細(xì)度等可行的改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞 電廠鍋爐；水冷壁；向火側(cè)；腐蝕某電廠1號(hào)鍋爐為亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，采用固態(tài)排渣和平衡通風(fēng)。前后墻水冷壁均為4×4排，鍋爐設(shè)計(jì)最大連續(xù)出力為1 189.96 t/h，燃燒方式為對(duì)沖懸浮，共32只低NOX雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器(DRB)布置在前后墻，鍋爐設(shè)計(jì)煤種為山西晉北煙煤。在1號(hào)機(jī)組運(yùn)行12萬h后的大修中，發(fā)現(xiàn)鍋爐水冷壁管向火側(cè)存在嚴(yán)重的腐蝕。腐蝕區(qū)域位于鍋爐左右側(cè)墻，高度方向位于燃燒區(qū)域，水平方向在自后墻數(shù)第60130根水冷壁管的范圍內(nèi)(側(cè)墻水冷壁管共179根)，愈靠近水冷壁中心，腐蝕愈為嚴(yán)重；至燃燒器

3、上部的吹灰器層，水冷壁管的腐蝕明顯減輕，前后墻燃燒器周圍無腐蝕，燃燒器下部及冷灰斗區(qū)域也未發(fā)現(xiàn)有腐蝕現(xiàn)象。為了查明水冷壁管向火側(cè)腐蝕原因，對(duì)典型的腐蝕管段采取割管，進(jìn)行失效分析；在查明腐蝕原因的基礎(chǔ)上，尋求改進(jìn)措施。1 腐蝕區(qū)域的宏觀檢查該電廠水冷壁管選用SA213T2鋼，其規(guī)格尺寸為57.2 mm×6.35 mm，10頭內(nèi)螺紋管。圖1為腐蝕后水冷壁管屏斷面照片；圖2為兩根割管管壁減薄的宏觀照片。圖2中1號(hào)樣的向火側(cè)在焊接鰭片和管壁金屬相交處形成明顯的深弧形減薄條帶；2號(hào)樣的向火側(cè)全范圍減薄，最薄處也位于與鰭片鄰近部位，測(cè)其壁厚為2.6 mm。對(duì)1，2號(hào)樣宏觀檢驗(yàn)，在外壁均未觀察到由

4、于磨損作用而留下的犁削條紋或點(diǎn)坑、切片等痕跡，表明管壁的減薄主要是腐蝕作用的結(jié)果。2 腐蝕管微觀組織和腐蝕形貌腐蝕管段金相組織均為鐵素體珠光體，珠光體無擴(kuò)散，為片層塊狀，表明管壁無超溫現(xiàn)象。減薄段外壁有小蝕坑存在，蝕坑內(nèi)金屬界面不規(guī)則，蝕坑底部組織無變化，無脫碳或沿晶腐蝕裂紋特征。圖3為掃描電鏡下觀察的腐蝕后外壁特征形貌。其特征與磨損減薄不同，有深入到金屬基體內(nèi)的腐蝕發(fā)生，這表明是由于向火側(cè)外壁腐蝕導(dǎo)致了管壁減薄。3 向火側(cè)腐蝕產(chǎn)物成分分析取向火側(cè)外表面腐蝕產(chǎn)物(圖4為外壁腐蝕產(chǎn)物宏觀形貌)，應(yīng)用EDAX DX-4型X-Ray能譜儀進(jìn)行半定量成分分析，結(jié)果(見表1)表明：腐蝕產(chǎn)物中Na，S，K

5、元素異常高，尤其在貼管壁一側(cè)的白色垢樣上，S含量較高。Na，K，S易形成復(fù)合硫酸鹽，它們對(duì)金屬的腐蝕，與其存在的形態(tài)，對(duì)金屬表面的粘附性、浸潤(rùn)性相關(guān)，以液態(tài)形式存在時(shí)，會(huì)顯著地加速金屬的腐蝕速率。4 腐蝕原因分析(1) 靠近側(cè)墻或后墻運(yùn)行功率較小的燃燒器，往往燃燒不均，造成局部缺氧，這時(shí)靠近水冷壁一帶的CO含量可高到10。在不完全燃燒形成的CO還原氣氛中，未經(jīng)完全燃燒的煤粒飛向水冷壁管時(shí)，會(huì)釋放出揮發(fā)性硫和氯化物，對(duì)金屬產(chǎn)生硫化作用加速腐蝕。(2) 持續(xù)燃燒不良或脈動(dòng)火焰沖擊爐墻時(shí)，由于產(chǎn)生高溫和燃燒不完全，易產(chǎn)生熔點(diǎn)為427的鈉和磷的焦硫酸鹽，加速了金屬的腐蝕。(3) 燃料中含有氯化物也是使

6、爐管損耗的一個(gè)重要原因。煤中含氯量增加，對(duì)金屬的腐蝕速率也隨之增加。當(dāng)灰中含氯低于0.2時(shí)，不致產(chǎn)生明顯的腐蝕；當(dāng)含氯量達(dá)到0.6時(shí)，將造成高的腐蝕率。5 改進(jìn)措施5.1 降低腐蝕速率控制燃料中的硫和氯含量可降低腐蝕速率。國(guó)外研究顯示，水冷壁管常在燃料品種變化時(shí)發(fā)生向火側(cè)嚴(yán)重腐蝕。燃料是控制腐蝕速率的第一道關(guān)口，應(yīng)燃用含硫量低于0.8%的煤種。5.2 提高爐內(nèi)燃燒區(qū)的氧量水冷壁向火側(cè)腐蝕又稱為“還原氣氛腐蝕”，因?yàn)槿紵魅紵齾^(qū)供氧不足是腐蝕得以發(fā)展的主要因素。因此，降低空預(yù)器等設(shè)備的漏風(fēng)，提高燃燒區(qū)的氧量，可以緩解向火側(cè)腐蝕的發(fā)生。5.3 燃燒調(diào)整調(diào)整燃燒器，可以避免火焰對(duì)側(cè)墻的沖撞，減少腐蝕發(fā)生的幾率。在保證低NOX排放的前提下，改善燃燒區(qū)的還原氣氛，降低腐蝕速率。5.4 提高煤粉細(xì)度縮短磨煤機(jī)檢修間隔，在磨煤機(jī)出口加裝動(dòng)靜分離器，保證煤粉細(xì)度，也可以降低腐蝕速率。5.5 改善爐管狀況對(duì)水冷壁管進(jìn)行表面補(bǔ)焊、熱噴涂，改用抗腐蝕性能好的鐵素體合金鋼管或復(fù)合鋼管，以改善爐管金屬表面狀況。6 結(jié)論與建議水冷壁管向火側(cè)減薄主要是由還原性氣氛下高溫硫腐蝕造成的。還原性氣氛是水冷壁發(fā)生硫腐蝕的必要條件，局部缺氧、不完全燃燒均會(huì)形成還原性氣氛，建議采取改善燃燒的措施。比如改進(jìn)制粉，調(diào)整各燃燒器的燃料分配，增加二次風(fēng)量，改變風(fēng)煤配比和對(duì)部