鍋爐受熱面腐蝕分析及預(yù)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(dǎo)致重復(fù)爆漏停爐，而且修復(fù)工作量大，因此預(yù)防及保護(hù)設(shè)備不受腐蝕是提高機(jī)組可用率必須解決的基本任務(wù)之一。汽、水側(cè)腐蝕按其機(jī)理分，包括苛性腐蝕、氫損害、氧腐蝕、垢下腐蝕及應(yīng)力腐蝕。煙氣側(cè)腐蝕包括水冷壁向火側(cè)腐蝕、高溫煤灰(油灰)腐蝕和低溫腐蝕。國內(nèi)電廠曾因垢下腐蝕，水冷壁氫損壞及向火側(cè)腐蝕，導(dǎo)致大面積換管。國外一些超臨界機(jī)組曾發(fā)生因過熱器管內(nèi)壁氧化皮脫落，被蒸汽帶入汽機(jī)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(gòu)成的局部電池作用引起的電化學(xué)損害，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致鼓包或腐蝕穿孔。當(dāng)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(biāo)問題；要加強(qiáng)給水含鐵量的檢測與控制；對已結(jié)垢的水冷壁進(jìn)行化學(xué)清洗。總之，要加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)督工作。對于超臨界直流爐由于給水水質(zhì)純度較高組必須采用揮發(fā)性處理。所以美國通常采用氨一聯(lián)氨方式，而德國和前蘇聯(lián)推薦采用氨一氧處理和中性水加氧的方式。前蘇聯(lián)試驗(yàn)肯定了中性水加氧的方式，認(rèn)為可以大大降低爐管垢量。我國推薦采用加氧處理方式。當(dāng)然，采用何種方式還與汽水系統(tǒng)中管道、閥門所用的材料有關(guān)，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(nèi)壁結(jié)垢和爐水長期處于低pH值狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)的酸性鹽類在水冷壁管垢下濃縮，氫原子進(jìn)入管壁金屬組織中與碳化鐵作用生成甲烷，使鋼材晶間強(qiáng)度下降。發(fā)生氫損害時(shí)，管壁幾乎沒有明顯減薄，有時(shí)發(fā)生“開窗式”破裂，一般的超聲探傷技術(shù)難以發(fā)現(xiàn)發(fā)生氫損害使金屬變脆的位置。

    在用電站鍋爐一旦發(fā)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(yàn)，判斷是否是氫損壞。若經(jīng)確認(rèn)是氫脆損壞，則其對策是化學(xué)清洗并更換已發(fā)生材料強(qiáng)度下降或管壁減薄的管子。由于氫損壞是屬于垢下發(fā)生的二次腐蝕，所以防范措施應(yīng)補(bǔ)充：①嚴(yán)格控制鍋水質(zhì)量，不使管內(nèi)壁腐蝕結(jié)垢；②發(fā)現(xiàn)腐蝕時(shí)要采取措施清洗管壁防止結(jié)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(jiān)測飽和蒸汽中含氫量。

    3)水冷壁向火側(cè)腐蝕

    水冷壁向火側(cè)腐蝕是指水冷壁外壁在還原性氣氛中，揮發(fā)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(cè)腐蝕不可能發(fā)生在燃燒區(qū)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(dǎo)致管壁減薄，當(dāng)其腐蝕速度超過25u m／103h時(shí)，表示已有明顯腐蝕。此外低熔點(diǎn)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(hù)層，也使金屬受到腐蝕。超臨界壓力鍋爐因其布置特點(diǎn)及壁溫相對較高，容易發(fā)生 圓周方向的溝槽或裂紋。由于水冷壁向火側(cè)腐蝕涉及燃燒器區(qū)域附近一批管子的安全問題，嚴(yán)重時(shí)1～2萬小 時(shí)就要更換一批水冷壁管，所以應(yīng)予以重視。

    預(yù)防水冷壁向火側(cè)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?yàn)榻档蚇OX而采用二次燃燒法時(shí)， 要注意可能出現(xiàn)的向火側(cè)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(diǎn)的受熱面上凝結(jié)，使受熱面腐蝕的一種現(xiàn)象。煤、油含硫量高、壁面溫度低是產(chǎn)生低溫腐蝕的主要原因，大容量電站鍋爐低溫腐蝕主要發(fā)生在空氣預(yù)熱器。一般情況下，空氣預(yù)熱器低溫腐蝕并不構(gòu)成事故，但影響機(jī)組的長期安全可靠運(yùn)行，增加檢修工作量，并降低鍋爐經(jīng)濟(jì)性。個(gè)別情況下，由于不均勻的堵灰、腐蝕，使煙、風(fēng)壓隨回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的旋轉(zhuǎn)而周期性變化，當(dāng)影響燃燒穩(wěn)定及自動控制質(zhì)量時(shí)，可能成為鍋爐強(qiáng)迫停用的因素之一。采用低硫煤、爐內(nèi)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(yù)熱器、熱管式空氣預(yù)熱器，加裝暖風(fēng)器等都是防止低溫腐蝕的措施。