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火電廠鍋爐水冷壁管防腐耐磨研究

來源:北京中通恒創檢測技術有限公司   2014年08月10日 12:55  

(1)使管壁減薄,據統計一般每年減薄量約為 1mm 左右,嚴重的可達 5~6mm 年,形成安全運行的嚴重隱患,增加了電廠的臨時性檢修和大修工作量,給電廠造成很大的經濟損失。
(2)發生水冷壁突發性爆管事故,造成緊急停爐搶修,不僅打亂了電廠的正常發電秩序,減少發電產值,而且增加了工人勞動強度和額外的檢修費用,直接影響企業效益,同時也干擾了地區電網的正常調度,影響當地工農業生產,由此也造成了很大的社會影響。

鍋爐運行過程中,由于燃燒煤中硫及其它有害雜質的存在,在高溫下對水冷壁構成腐蝕。這種現象在各個燃煤鍋爐中普遍存在,我們在各火電廠的鍋爐定期檢驗中經常遇到,只是程度不同而已。廣東沙角 B 電廠由于其燃煤含硫量大,水冷壁遭受的高溫腐蝕特別嚴重,由此帶來的爆管、換管損失慘重。同時,煤燃燒時產生的大量灰粉,在鍋爐內部燃燒的復雜動態過程中,猛烈撞擊水冷壁,對水冷壁工作面產生嚴重切削,使水冷壁管工作面被磨損成不同程度的小平臺,造成水冷壁壁厚的實際減薄,容易導致水冷壁管在高溫下強度不夠而爆管,其危害作用同高溫腐蝕一樣嚴重。因此,需要我們尋求一種解決的技術方法,增加水冷壁的抗磨損能力,以延長水冷壁的使用壽命。

二、水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機理。

水冷壁管高溫腐蝕和磨損的機理是很復雜的,簡言之,與下列因素有關:(1)爐膛火焰溫度;(2)燃煤的含硫量;(3)煙氣與灰分顆的沖蝕。鍋爐運行過程中,爐溫可高達1600℃以上,由于燃燒煤中硫及其它有害雜質的存在,水冷壁普遍遭受高溫腐蝕。參與高溫腐蝕的危害物有燃燒過程中產生的SO2 、SO3 、H2S 、HCl、堿金屬鹽及釩鹽類,是多種化學物在各種溫度下共同對管壁進行的復雜的動態腐蝕過程。其中,硫化物是鍋爐高溫腐蝕的主要因素,一是煙氣中的硫化氫與管壁金屬作用產生的腐蝕,含硫物在金屬高溫下產生單原子硫,硫與管道中的鐵反應生成硫化鐵(Fe+S → FeS);二是由不可燃硫在高溫作用下生成硫酸鹽混入灰分熔敷于管壁表面,但不再具有水冷壁管所要求的各種良好的高溫機械性能,實際上導致水冷壁管有用壁厚的減薄,從而其有效承載能力不斷下降,由此形成腐蝕。另外,高溫煙氣裹著可以大于8米/秒的速度沖擊管壁,煙氣的腐蝕和灰分顆粒的沖刷在金屬表面交替進行,造成管壁減薄。

三、防止水冷壁高溫腐蝕和磨損的途徑。

意外的爆管則會造成較大的經濟損失,電廠為減少爆管,投入了大量人力、物力加強對水冷壁的監測和更換,但是監測未取得任何實質性的效果,換管則將大大增加生產成本和維修費用。只有防患于未然才是的辦法。 分析清楚了水冷壁高溫腐蝕的產生原因,就可采用有效的方法來進行防止,常用方法可以分為兩類,即非表面防護方法和表面防護方法。非表面防護方法有:

A. 采用低氧燃燒技術。
B. 盡可能使各燃燒間的煤粉濃度均勻。
C. 合理的配風及強化爐內的湍流混合。
D. 控制適當的煤粉細度。
E. 避免出現受熱面壁溫局部過熱。
F. 在壁面附近噴空氣保護膜。
G. 加添加劑。
H. 控制合理的爐膛出口煙溫。
I. 對易產生高溫腐蝕的煤種采用抗腐蝕高溫合金。
J. 采用煙氣再循環。
K. 對受熱面的設計布置合理,以避開高煙溫區和高壁溫區出現。
L. 對易腐蝕區加爐襯防護。

 

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