鍋爐受熱面腐蝕分析及預防措施

    鍋爐受熱面腐蝕減薄損壞，因涉及范圍較大，一旦暴露，常導致重復爆漏停爐，而且修復工作量大，因此預防及保護設備不受腐蝕是提高機組可用率必須解決的基本任務之一。汽、水側腐蝕按其機理分，包括苛性腐蝕、氫損害、氧腐蝕、垢下腐蝕及應力腐蝕。煙氣側腐蝕包括水冷壁向火側腐蝕、高溫煤灰(油灰)腐蝕和低溫腐蝕。國內電廠曾因垢下腐蝕，水冷壁氫損壞及向火側腐蝕，導致大面積換管。國外一些超臨界機組曾發生因過熱器管內壁氧化皮脫落，被蒸汽帶入汽機而引起噴嘴、葉片的固體硬粒侵蝕。

    1)水冷壁管垢下腐蝕

    水冷壁管垢下腐蝕是以緊貼管壁的垢下管壁為陽極，外圍表面為陰極所構成的局部電池作用引起的電化學損害，嚴重時可導致鼓包或腐蝕穿孔。當前防止垢下腐蝕最主要的防范措施是解決凝汽器泄漏后給水硬度超標問題；要加強給水含鐵量的檢測與控制；對已結垢的水冷壁進行化學清洗?？傊?，要加強化學監督工作。對于超臨界直流爐由于給水水質純度較高組必須采用揮發性處理。所以美國通常采用氨一聯氨方式，而德國和前蘇聯推薦采用氨一氧處理和中性水加氧的方式。前蘇聯試驗肯定了中性水加氧的方式，認為可以大大降低爐管垢量。我國推薦采用加氧處理方式。當然，采用何種方式還與汽水系統中管道、閥門所用的材料有關，需綜合考慮。

    2)水冷壁管氫損壞

    水冷壁管氫損壞原因是受熱面內壁結垢和爐水長期處于低pH值狀態。當進入凝結水系統的酸性鹽類在水冷壁管垢下濃縮，氫原子進入管壁金屬組織中與碳化鐵作用生成甲烷，使鋼材晶間強度下降。發生氫損害時，管壁幾乎沒有明顯減薄，有時發生“開窗式”破裂，一般的超聲探傷技術難以發現發生氫損害使金屬變脆的位置。

    在用電站鍋爐一旦發生管壁很少減薄的脆性破壞，宜割管檢查，通過多相或宏觀侵蝕試驗，判斷是否是氫損壞。若經確認是氫脆損壞，則其對策是化學清洗并更換已發生材料強度下降或管壁減薄的管子。由于氫損壞是屬于垢下發生的二次腐蝕，所以防范措施應補充：①嚴格控制鍋水質量，不使管內壁腐蝕結垢；②發現腐蝕時要采取措施清洗管壁防止結垢；③防止凝汽器管泄漏，特別要控制鍋爐水中酸性鹽類，如Mgcl2等鹽類存在；④監測飽和蒸汽中含氫量。

    3)水冷壁向火側腐蝕

    水冷壁向火側腐蝕是指水冷壁外壁在還原性氣氛中，揮發性硫、氯化物及熔融灰渣作用下，使管壁減薄引起的故障。水冷壁向火側腐蝕不可能發生在燃燒區域的氧化氣氛中。一氧化碳，包括未燃燒的煤粒沖刷管壁，在硫酸鹽和氨氯化物的作用下加速腐蝕，導致管壁減薄，當其腐蝕速度超過25u m／103h時，表示已有明顯腐蝕。此外低熔點的鈉、磷的焦硫酸鹽甩落在水冷壁管外表，能熔掉管外表的氫化鐵保護層，也使金屬受到腐蝕。超臨界壓力鍋爐因其布置特點及壁溫相對較高，容易發生 圓周方向的溝槽或裂紋。由于水冷壁向火側腐蝕涉及燃燒器區域附近一批管子的安全問題，嚴重時1～2萬小 時就要更換一批水冷壁管，所以應予以重視。

    預防水冷壁向火側腐蝕的措施是：①控制噴燃器噴射角度與煙氣氧量，避免未燃煤粉與還原性氣體沖刷水冷壁；②采用滲鋁管或火焰噴涂的方法提高水冷壁管的抗腐蝕能力；③在降低煙氣含氧量采用低氧燃燒或為降低NOX而采用二次燃燒法時， 要注意可能出現的向火側腐蝕。

    4)低溫腐蝕

    低溫腐蝕是煙氣中的硫酸、亞硫酸在低于露點的受熱面上凝結，使受熱面腐蝕的一種現象。煤、油含硫量高、壁面溫度低是產生低溫腐蝕的主要原因，大容量電站鍋爐低溫腐蝕主要發生在空氣預熱器。一般情況下，空氣預熱器低溫腐蝕并不構成事故，但影響機組的長期安全可靠運行，增加檢修工作量，并降低鍋爐經濟性。個別情況下，由于不均勻的堵灰、腐蝕，使煙、風壓隨回轉式空氣預熱器的旋轉而周期性變化，當影響燃燒穩定及自動控制質量時，可能成為鍋爐強迫停用的因素之一。采用低硫煤、爐內脫硫等措施有利于防止低溫腐蝕；采用耐腐蝕材料、改變傳熱元件型線，采用玻璃管預熱器、熱管式空氣預熱器，加裝暖風器等都是防止低溫腐蝕的措施。