鍋爐結(jié)垢和腐蝕對(duì)鍋爐講解課件_第1頁(yè)
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鍋爐結(jié)垢和腐蝕對(duì)鍋爐講解課件_第3頁(yè)
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受熱面結(jié)垢和腐蝕及其防護(hù)(停爐保養(yǎng))受熱面結(jié)垢和腐蝕及其防護(hù)(停爐保養(yǎng))一、水垢和水渣二、汽水系統(tǒng)的腐蝕及其防止三、鍋爐的高溫腐蝕及其防止四、300MW鍋爐停爐保養(yǎng)一、水垢和水渣一、水垢和水渣如果水質(zhì)不良,運(yùn)行一段時(shí)間后,在熱力設(shè)備中受熱面水側(cè)金屬表面上生成的固態(tài)附著物叫做水垢。另外,在爐水中,還可能析出一些固體物質(zhì),這些固體物質(zhì)有的以懸浮狀態(tài)存在于水中,也有的以泥渣狀態(tài)沉積在熱力設(shè)備水流流動(dòng)滯緩的各個(gè)部位。這些呈懸浮狀態(tài)或沉渣狀態(tài)的物質(zhì)叫水渣。

一、水垢和水渣如果水質(zhì)不良,運(yùn)行一段時(shí)間后,在熱力設(shè)備中受熱水垢的特性水垢的化學(xué)組成一般比較復(fù)雜,它是由多種化合物混合組成的。便于研究水垢形成的原因、防止及消除的方法,通常水垢按其主要化學(xué)成分分為:鈣鎂水垢、硅酸鹽水垢、氧化鐵垢和銅垢。水垢的特性水垢的化學(xué)組成一般比較復(fù)雜,它是由多種化合物混合組水垢的危害水垢的導(dǎo)熱性很差,其導(dǎo)熱系數(shù)要比鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)小幾十倍至數(shù)百倍,所以鍋爐結(jié)垢后就會(huì)嚴(yán)重阻礙傳熱并引起下列危害:浪費(fèi)燃料,降低出力堵塞管道,破壞水循環(huán)引起垢下腐蝕,縮短鍋爐壽命。受熱面結(jié)生水垢后,金屬的熱量由于受水垢的阻礙而難于傳熱給鍋水,致使金屬壁溫急劇升高,當(dāng)溫度超過了金屬所能承受的允許溫度時(shí),金屬?gòu)?qiáng)度顯著降低,從而導(dǎo)致金屬過熱變形,嚴(yán)重時(shí)將造成鼓包、裂縫,甚至爆管等事故。另外,鍋爐結(jié)垢后,將增加清洗和維修的時(shí)間、費(fèi)用及工作量等,影響生產(chǎn),減小鍋爐的有效利用率,降低經(jīng)濟(jì)性。水垢的危害水垢的導(dǎo)熱性很差,其導(dǎo)熱系數(shù)要比鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)水渣的特性形成水渣的主要化學(xué)物質(zhì)有:碳酸鈣;氫氧化鎂;堿堿式碳酸鎂;磷酸酶;堿式磷灰石;蛇紋石;金屬腐蝕產(chǎn)物;水渣還可能含有隨給水帶入鍋爐的某些懸浮物。水渣按期性質(zhì)可分為兩類:不會(huì)粘附在受熱面上的水渣。這類水渣較松軟,常懸浮在爐水中,易隨鍋爐排污排除掉。如堿式磷酸鈣、蛇紋石等,這種水渣對(duì)鍋爐危害較小。易粘附在受熱面上轉(zhuǎn)化成水垢的水渣。這類水渣易粘附在受熱面管內(nèi)壁上,特別是在水流緩慢或停滯的地方,經(jīng)高溫烘焙后,會(huì)轉(zhuǎn)化為水垢(稱為二次水垢),如磷酸鎂和氫氧化鎂等。這類水渣危害較大,應(yīng)極力避免。水渣的特性形成水渣的主要化學(xué)物質(zhì)有:碳酸鈣;氫氧化鎂;堿堿式二、汽水系統(tǒng)的腐蝕及其防止鍋爐運(yùn)行時(shí),爐內(nèi)水汽的壓力和溫度比較高,導(dǎo)致爐管管壁溫度很高,設(shè)備各部分應(yīng)力很大,同時(shí)由于給水中雜質(zhì)在爐內(nèi)發(fā)生濃縮和析出,在爐內(nèi)常積集有沉積物,這些因素都會(huì)促進(jìn)腐蝕,并使腐蝕復(fù)雜化。所以,盡管進(jìn)入鍋爐的水都是經(jīng)過除氧的,爐水的PH值也比較高,但依然會(huì)發(fā)生腐蝕。如果爐水汽水系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕,由于爐內(nèi)高溫高壓,就容易導(dǎo)致爆管事故。所以,防止?fàn)t汽水系統(tǒng)的腐蝕是一個(gè)很重要的問題。二、汽水系統(tǒng)的腐蝕及其防止鍋爐運(yùn)行時(shí),爐內(nèi)水汽的壓力和溫度比氧腐蝕沉積物下腐蝕水蒸汽腐蝕應(yīng)力腐蝕氧腐蝕氧腐蝕正常情況下,不會(huì)有大氣侵入爐內(nèi),即使給水中帶有微量的氧,在省煤器中就消耗完了,所以,爐內(nèi)不會(huì)發(fā)生氧腐蝕。如果發(fā)生下列情況,就有可能發(fā)生腐蝕。1、除氧器運(yùn)行不正常除氧器運(yùn)行不當(dāng),就有可能使溶氧帶入鍋爐內(nèi)。比如除氧器負(fù)荷變動(dòng)過大,間斷性向除氧器中添加大量補(bǔ)給水等。而且有時(shí)還可能發(fā)生因溶氧的測(cè)定不正確或者測(cè)定是間斷的,以致在運(yùn)行記錄中還沒有發(fā)現(xiàn)除氧器運(yùn)行不正常,而腐蝕已經(jīng)很嚴(yán)重。給水含氧量不是很大時(shí),腐蝕首先發(fā)生在省煤器進(jìn)口端,然后可能延伸到中部和尾部,只至鍋爐下降管。氧腐蝕正常情況下,不會(huì)有大氣侵入爐內(nèi),即使給水中帶有微量的氧

2、鍋爐在基建和停運(yùn)期間無防護(hù)措施基建期間的氧腐蝕,腐蝕產(chǎn)物可以在酸洗過程中清除。停運(yùn)期間的氧腐蝕,通常分布在整個(gè)水汽系統(tǒng),特別是積水放不掉的部分。這和運(yùn)行中發(fā)生的氧腐蝕有所不同。2、鍋爐在基建和停運(yùn)期間無防護(hù)措施沉積物下腐蝕(1):原理當(dāng)鍋爐內(nèi)表面附著水垢和水渣時(shí),在下面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的沉積物下腐蝕,是目前高壓鍋爐內(nèi)常見的一種腐蝕。在正常的運(yùn)行條件下,爐內(nèi)金屬表面覆蓋一層氧化鐵薄膜,這是金屬表面在高溫爐水中形成的,其反應(yīng)式如下:3Fe+4H2O約>300Fe3O4+4H2形成的Fe3O4膜是致密的,具有良好的保護(hù)性能。如果Fe3O4遭到了腐蝕,金屬表面就會(huì)暴露在溫度很高的爐水中,非常容易遭到腐蝕。促使Fe3O4保護(hù)膜破壞的一個(gè)最重要因素就是爐水中的pH值不合格。沉積物下腐蝕(1):原理當(dāng)鍋爐內(nèi)表面附著水垢和水渣時(shí),在下面當(dāng)pH值在10-12時(shí)腐蝕速度最小,pH值過低或過高都會(huì)使腐蝕速度加快。在低pH值(pH<8)下,腐蝕加快的原因是氫離子起到了去極化試劑的作用,而且此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物都是可溶的,不易形成保護(hù)膜。在高pH值(pH>13)下,腐蝕加快的原因是金屬表面的Fe3O4保護(hù)膜溶于溶液而遭到破壞。

Fe3O4

+4NaOH→2NaFeO2+2NaFeO2+H2O另一方面,鐵和NaOH直接反應(yīng):Fe+2NaOH→Na2FeO2+2H2亞鐵酸鈉在pH溶液中是可溶的,所以,當(dāng)在高pH值pH>13后,隨pH值增高,腐蝕速度增大。當(dāng)pH值在10-12時(shí)腐蝕速度最小,pH值過低或過高都會(huì)使腐一般運(yùn)行條件下,爐水pH值常保持在9-11之間,鍋爐金屬表面膜是穩(wěn)定的,不會(huì)發(fā)生腐蝕。一般運(yùn)行條件下,爐水pH值常保持在9-11之間,鍋爐金屬表面沉積物下腐蝕(2):不良運(yùn)行條件發(fā)生沉積物下腐蝕的必要條件是爐管上有沉積物和爐水有侵蝕性。運(yùn)行中造成這些條件的工況有;結(jié)垢物質(zhì)帶入爐內(nèi)。給水中鐵腐蝕產(chǎn)物沉積在爐管管壁向火側(cè),是引起爐內(nèi)沉積物下腐蝕的一重要因素。凝汽器泄露。因凝汽器泄露隨冷卻水進(jìn)入的碳酸氫鹽,會(huì)使?fàn)t水中產(chǎn)生游離NaOH,引起沉積物下堿性腐蝕。冷卻水中含有大量的MgCl2、CaCl2時(shí),容易引起脆性腐蝕。補(bǔ)給水水質(zhì)不良。沉積物下腐蝕(2):不良運(yùn)行條件發(fā)生沉積物下腐蝕的必要條件是沉積物下腐蝕(3):防止要防止沉積物下腐蝕,除防止?fàn)t管上形成沉積物外,還應(yīng)該消除爐水侵蝕性。措施如下;新裝鍋爐投入運(yùn)行前,應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗;鍋爐運(yùn)行后定期清洗,以除去沉積在金屬管壁上的腐蝕產(chǎn)物。提高給水質(zhì)量,防止給水系統(tǒng)腐蝕。防止凝汽器泄露。調(diào)節(jié)爐水水質(zhì),消除或減少爐水侵蝕性。做好鍋爐停用保護(hù)工作,防止停用腐蝕,以免爐管金屬表面上附著產(chǎn)物。沉積物下腐蝕(3):防止要防止沉積物下腐蝕,除防止?fàn)t管上形成水蒸氣腐蝕(1):原理當(dāng)過熱蒸汽溫度高達(dá)450℃時(shí)(過熱蒸汽管管壁溫度約為500℃)就要和碳鋼發(fā)生反應(yīng);在450℃-570℃之間時(shí),它們的反應(yīng)生成物為Fe3O4:Fe+4H2O→Fe3O4+4H2當(dāng)溫度達(dá)到570℃以上時(shí),反應(yīng)生成物為氧化鐵Fe+H2O→FeO+H22FeO+H2O→Fe2O3+H2這兩種反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng),所引起的腐蝕都是化學(xué)腐蝕。當(dāng)產(chǎn)生這種腐蝕時(shí),管壁均勻的變薄,腐蝕產(chǎn)物常常成粉末狀或鱗片狀,多為Fe3O4。水蒸氣腐蝕(1):原理當(dāng)過熱蒸汽溫度高達(dá)450℃時(shí)(過熱蒸水蒸氣腐蝕(2):部位在鍋爐內(nèi),發(fā)生汽水腐蝕的部位,一般在以下兩處:汽水停滯部分。當(dāng)鍋爐有水平或傾斜度較小管段,以致水循環(huán)不暢,發(fā)生汽塞或汽水分層時(shí),就可能因?yàn)檎羝^熱而產(chǎn)生汽水腐蝕。過熱器中。過熱蒸汽溫度一般在450℃-570℃范圍內(nèi)。正常情況下,過熱蒸汽管壁上會(huì)形成一層黑色的保護(hù)膜防止腐蝕。如果運(yùn)行中過熱器熱負(fù)荷和溫度波動(dòng)很大,使保護(hù)膜遭到破壞,那么過熱器管壁就會(huì)遭受嚴(yán)重的汽水腐蝕。水蒸氣腐蝕(2):部位在鍋爐內(nèi),發(fā)生汽水腐蝕的部位,一般在以水蒸氣腐蝕(3):防止防止方法:消除鍋爐中傾斜度較小管段,以保證正常的汽水循環(huán);對(duì)于過熱器,應(yīng)采用特種鋼材制作。因?yàn)槌邏汉蛠喤R界鍋爐的過熱蒸汽溫度已達(dá)到550℃以上,不論是在機(jī)械性能方面或耐腐蝕性能方面普通的碳鋼都不能承受,必須用其他材料,如耐熱的奧氏不銹鋼。水蒸氣腐蝕(3):防止防止方法:應(yīng)力腐蝕當(dāng)金屬除了受某些侵蝕性介質(zhì)的作用外,同時(shí)還受機(jī)械應(yīng)力的作用時(shí),它會(huì)發(fā)生裂紋損壞,這是一種特殊的腐蝕現(xiàn)象,稱為應(yīng)力腐蝕。鍋爐金屬的應(yīng)力腐蝕有:腐蝕疲勞應(yīng)力腐蝕開裂苛性脆化應(yīng)力腐蝕當(dāng)金屬除了受某些侵蝕性介質(zhì)的作用外,同時(shí)還受機(jī)械應(yīng)力腐蝕疲勞原理:屬于金屬在交變應(yīng)力作用下的一種應(yīng)力腐蝕。所產(chǎn)生的裂紋,有穿晶的、有是晶間的,或兼而有之。部位:在鍋爐汽包的管道結(jié)合處,如給水管接頭處、磷酸鹽加藥管道、定期排污管與下聯(lián)箱結(jié)合處。鋼表面干濕交替,管道中汽水混合物流速時(shí)快時(shí)慢等會(huì)產(chǎn)生交變應(yīng)力的情況,也會(huì)很快發(fā)生裂紋腐蝕。防止:可從消除應(yīng)力入手,如在汽包給水管道接頭處加特殊保護(hù)套管,使汽包壁不與進(jìn)水管道直接接觸,而是間隔著一層蒸汽或者爐水,以消除溫度巨變。腐蝕疲勞原理:屬于金屬在交變應(yīng)力作用下的一種應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕開裂原理:應(yīng)力腐蝕開裂是鋼在應(yīng)力和侵蝕性介質(zhì)的作用下發(fā)生的腐蝕損壞。部位:鍋爐在制造、安裝或檢修過程,過熱器,再熱器的管道經(jīng)焊接或彎管工藝后,管材內(nèi)部可能有殘余應(yīng)力。防止:在制造、安裝和檢修時(shí),要盡可能的消除鋼材的內(nèi)應(yīng)力。鍋爐化學(xué)清洗時(shí),要避免CL-、OH-、進(jìn)入或殘留。應(yīng)力腐蝕開裂原理:應(yīng)力腐蝕開裂是鋼在應(yīng)力和侵蝕性介質(zhì)的作用下苛脆性腐蝕定義:鍋爐金屬的一種特殊腐蝕方式,主要因素是水中苛性鈉使受腐蝕金屬發(fā)生脆化,故稱苛性脆化。原理:一種特殊電化學(xué),由于晶粒與晶粒的邊緣在高應(yīng)力下發(fā)生電位差,形成腐蝕微電池而導(dǎo)致的。腐蝕特征:可脆性化常發(fā)生與汽包柳釘口處發(fā)生脆化裂紋。有的柳釘圣至斷裂。可脆性化的初期不易發(fā)現(xiàn),因?yàn)椴粫?huì)形成潰瘍點(diǎn)。也不會(huì)使金屬變薄??链嘈愿g定義:鍋爐金屬的一種特殊腐蝕方式,主要因素是水中苛目前,300MW機(jī)組的鍋爐,從燃燒方式上講,有直流燃燒器四角切圓燃燒方式、旋流燃燒器水平燃燒方式和拱頂燃燒器W型火焰燃燒方式,對(duì)于不同燃燒方式的鍋爐爐內(nèi)水冷壁高溫腐蝕的部位是不同的。直流四角切圓燃燒方式的燃燒器,其特點(diǎn)是爐內(nèi)火焰形成大旋渦作旋轉(zhuǎn)上升運(yùn)動(dòng),一次風(fēng)射流受上游旋轉(zhuǎn)氣流擠壓,爐內(nèi)切圓增大。當(dāng)燃燒器的高寬比加大時(shí),熱態(tài)切圓增大,煤粉火焰容易沖刷墻壁,導(dǎo)致水冷壁高溫腐蝕。水冷壁的腐蝕部位大致是:沿一次風(fēng)氣流流向,在爐膛中心線附近及下游的水冷壁壁面。二次風(fēng)支撐一次風(fēng)氣流,并在爐壁附近形成氧化性氣氛;在注重著火、穩(wěn)燃的同時(shí),注意截面熱負(fù)荷的選取,以防止?fàn)t膛結(jié)渣和積灰,而加速高溫腐蝕的過程。為此,應(yīng)適當(dāng)加大爐膛的截面積,加大噴燃器的高寬比,以便燃燒器區(qū)域的溫度較為平緩。三、鍋爐的高溫腐蝕及其防止目前,300MW機(jī)組的鍋爐,從燃燒方式上講,有直流燃燒器四三高溫腐蝕機(jī)理多年的研究表明,大型鍋爐水冷壁高溫腐蝕大多屬于硫化物型高溫腐蝕。腐蝕過程如下:①黃鐵礦粉末隨未燃燼煤粉到達(dá)水冷壁附近受熱分解釋放出自由原子硫及硫化亞鐵:FeS2→FeS+[S]當(dāng)水冷壁管附近有一定濃度的H2S和SO2時(shí),生成自由原子硫:2H2S+SO2→2H2O+3[S]②在還原性氣氛中,單獨(dú)的原子硫在管壁溫度達(dá)到623K時(shí),發(fā)生硫化作用:Fe+[S]→FeS③H2還可以通過疏松的Fe2O3,與較致密的磁性氧化鐵層Fe3O4(即Fe2O3-FeO)中復(fù)合的FeO作用:FeO+H2S→FeS+H2O④硫化亞鐵FeS緩慢氧化而生成黑色的磁性氧化鐵:3FeS+5O2→Fe3O4+3SO2從以上高溫腐蝕機(jī)理可知:水冷壁高溫腐蝕的宏觀原因是入爐煤硫含量高、高溫區(qū)形成局部還原高溫腐蝕機(jī)理多年的研究表明,大型鍋爐水冷壁高溫腐蝕大多屬于硫防止高溫腐蝕的措施

1調(diào)整燃燒并控制煤粉細(xì)度

調(diào)整燃燒器,避免火焰對(duì)側(cè)墻的直接沖撞,加強(qiáng)一次風(fēng)煤粉氣流的調(diào)整,盡可能使各燃燒器煤粉流量相等,保證燃燒器出口氣流的煤粉濃度均勻分布;在磨煤機(jī)出口加裝動(dòng)靜分離器,控制煤粉細(xì)度,減少腐蝕發(fā)生的概率,以降低腐蝕和磨損。

2控制燃料中的硫和氯含量

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,以降低腐蝕速率。

3改善燃燒區(qū)的還原氣氛

合理配風(fēng)并強(qiáng)化爐內(nèi)氣流的混合過程,同時(shí)降低空預(yù)器等設(shè)備的漏風(fēng);可以采用增加側(cè)邊風(fēng)、貼壁風(fēng)等技術(shù),在水冷壁附近形成氧化氣氛,以改善燃燒區(qū)的氧量,避免出現(xiàn)局部還原性氣氛,緩解高溫腐蝕的發(fā)生。防止高溫腐蝕的措施

1調(diào)整燃燒并控制煤粉細(xì)度

調(diào)4避免出現(xiàn)受熱面超溫

因?yàn)殚L(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行會(huì)造成過熱器管內(nèi)工質(zhì)流量過小,流速過低,嚴(yán)重影響了管子內(nèi)外熱交換,造成管壁溫度過高,而爐膛溫度不可能同時(shí)降低,造成管子短時(shí)間超溫。所以應(yīng)盡量避免長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行,同時(shí)控制爐內(nèi)局部特別是燃燒器區(qū)域附近的火焰中心處的最高溫度及熱流密度,以避免出現(xiàn)受熱面壁溫局部過高,減輕高溫腐蝕。

5改善受熱面狀況

對(duì)水冷壁、過熱器等受熱面管進(jìn)行熱噴涂,噴涂耐腐蝕材料,也可對(duì)水冷壁管進(jìn)行表面補(bǔ)焊或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,提高金屬材料的耐腐蝕性能。

6采用低氧燃燒技術(shù)

采用低氧燃燒,供給鍋爐燃燒室的空氣量減少,燃料中的硫在爐膛中與氧接觸時(shí)生成的二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低,而二氧化硫呈氣體狀態(tài),它隨著煙氣經(jīng)過脫硫排入大氣,由于三氧化硫的濃度低,發(fā)生高溫腐蝕的機(jī)會(huì)就會(huì)減少。同時(shí),由于空氣量減少,燃燒后煙氣體積減小,排煙溫度下降,鍋爐效率提高。4避免出現(xiàn)受熱面超溫

因?yàn)殚L(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行會(huì)造成過熱器四、300MW鍋爐停爐保養(yǎng)停爐保養(yǎng)的主要方法:為了防止停用腐蝕,鍋爐設(shè)備停用期間必須采取保護(hù)措施。停用保護(hù)的方法較多,按其作用原理,可分為三類:第一類是阻止空氣進(jìn)入熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)內(nèi)部。這類方法包括充氮法、保持蒸汽壓力法、真空法等。第二類是降低熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)內(nèi)部濕度。這類方法有烘干法、干燥劑法等。第三類是加緩蝕劑,或者除去水中溶解氧,或使用金屬表面生成保護(hù)膜。如聯(lián)胺、氨液法、成膜胺法等。

四、300MW鍋爐停爐保養(yǎng)停爐保養(yǎng)的主要方法:謝謝!三作業(yè)區(qū)運(yùn)行二值王寶東制作謝謝!三作業(yè)區(qū)運(yùn)行二值王寶東制作受熱面結(jié)垢和腐蝕及其防護(hù)(停爐保養(yǎng))受熱面結(jié)垢和腐蝕及其防護(hù)(停爐保養(yǎng))一、水垢和水渣二、汽水系統(tǒng)的腐蝕及其防止三、鍋爐的高溫腐蝕及其防止四、300MW鍋爐停爐保養(yǎng)一、水垢和水渣一、水垢和水渣如果水質(zhì)不良,運(yùn)行一段時(shí)間后,在熱力設(shè)備中受熱面水側(cè)金屬表面上生成的固態(tài)附著物叫做水垢。另外,在爐水中,還可能析出一些固體物質(zhì),這些固體物質(zhì)有的以懸浮狀態(tài)存在于水中,也有的以泥渣狀態(tài)沉積在熱力設(shè)備水流流動(dòng)滯緩的各個(gè)部位。這些呈懸浮狀態(tài)或沉渣狀態(tài)的物質(zhì)叫水渣。

一、水垢和水渣如果水質(zhì)不良,運(yùn)行一段時(shí)間后,在熱力設(shè)備中受熱水垢的特性水垢的化學(xué)組成一般比較復(fù)雜,它是由多種化合物混合組成的。便于研究水垢形成的原因、防止及消除的方法,通常水垢按其主要化學(xué)成分分為:鈣鎂水垢、硅酸鹽水垢、氧化鐵垢和銅垢。水垢的特性水垢的化學(xué)組成一般比較復(fù)雜,它是由多種化合物混合組水垢的危害水垢的導(dǎo)熱性很差,其導(dǎo)熱系數(shù)要比鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)小幾十倍至數(shù)百倍,所以鍋爐結(jié)垢后就會(huì)嚴(yán)重阻礙傳熱并引起下列危害:浪費(fèi)燃料,降低出力堵塞管道,破壞水循環(huán)引起垢下腐蝕,縮短鍋爐壽命。受熱面結(jié)生水垢后,金屬的熱量由于受水垢的阻礙而難于傳熱給鍋水,致使金屬壁溫急劇升高,當(dāng)溫度超過了金屬所能承受的允許溫度時(shí),金屬?gòu)?qiáng)度顯著降低,從而導(dǎo)致金屬過熱變形,嚴(yán)重時(shí)將造成鼓包、裂縫,甚至爆管等事故。另外,鍋爐結(jié)垢后,將增加清洗和維修的時(shí)間、費(fèi)用及工作量等,影響生產(chǎn),減小鍋爐的有效利用率,降低經(jīng)濟(jì)性。水垢的危害水垢的導(dǎo)熱性很差,其導(dǎo)熱系數(shù)要比鍋爐鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)水渣的特性形成水渣的主要化學(xué)物質(zhì)有:碳酸鈣;氫氧化鎂;堿堿式碳酸鎂;磷酸酶;堿式磷灰石;蛇紋石;金屬腐蝕產(chǎn)物;水渣還可能含有隨給水帶入鍋爐的某些懸浮物。水渣按期性質(zhì)可分為兩類:不會(huì)粘附在受熱面上的水渣。這類水渣較松軟,常懸浮在爐水中,易隨鍋爐排污排除掉。如堿式磷酸鈣、蛇紋石等,這種水渣對(duì)鍋爐危害較小。易粘附在受熱面上轉(zhuǎn)化成水垢的水渣。這類水渣易粘附在受熱面管內(nèi)壁上,特別是在水流緩慢或停滯的地方,經(jīng)高溫烘焙后,會(huì)轉(zhuǎn)化為水垢(稱為二次水垢),如磷酸鎂和氫氧化鎂等。這類水渣危害較大,應(yīng)極力避免。水渣的特性形成水渣的主要化學(xué)物質(zhì)有:碳酸鈣;氫氧化鎂;堿堿式二、汽水系統(tǒng)的腐蝕及其防止鍋爐運(yùn)行時(shí),爐內(nèi)水汽的壓力和溫度比較高,導(dǎo)致爐管管壁溫度很高,設(shè)備各部分應(yīng)力很大,同時(shí)由于給水中雜質(zhì)在爐內(nèi)發(fā)生濃縮和析出,在爐內(nèi)常積集有沉積物,這些因素都會(huì)促進(jìn)腐蝕,并使腐蝕復(fù)雜化。所以,盡管進(jìn)入鍋爐的水都是經(jīng)過除氧的,爐水的PH值也比較高,但依然會(huì)發(fā)生腐蝕。如果爐水汽水系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕,由于爐內(nèi)高溫高壓,就容易導(dǎo)致爆管事故。所以,防止?fàn)t汽水系統(tǒng)的腐蝕是一個(gè)很重要的問題。二、汽水系統(tǒng)的腐蝕及其防止鍋爐運(yùn)行時(shí),爐內(nèi)水汽的壓力和溫度比氧腐蝕沉積物下腐蝕水蒸汽腐蝕應(yīng)力腐蝕氧腐蝕氧腐蝕正常情況下,不會(huì)有大氣侵入爐內(nèi),即使給水中帶有微量的氧,在省煤器中就消耗完了,所以,爐內(nèi)不會(huì)發(fā)生氧腐蝕。如果發(fā)生下列情況,就有可能發(fā)生腐蝕。1、除氧器運(yùn)行不正常除氧器運(yùn)行不當(dāng),就有可能使溶氧帶入鍋爐內(nèi)。比如除氧器負(fù)荷變動(dòng)過大,間斷性向除氧器中添加大量補(bǔ)給水等。而且有時(shí)還可能發(fā)生因溶氧的測(cè)定不正確或者測(cè)定是間斷的,以致在運(yùn)行記錄中還沒有發(fā)現(xiàn)除氧器運(yùn)行不正常,而腐蝕已經(jīng)很嚴(yán)重。給水含氧量不是很大時(shí),腐蝕首先發(fā)生在省煤器進(jìn)口端,然后可能延伸到中部和尾部,只至鍋爐下降管。氧腐蝕正常情況下,不會(huì)有大氣侵入爐內(nèi),即使給水中帶有微量的氧

2、鍋爐在基建和停運(yùn)期間無防護(hù)措施基建期間的氧腐蝕,腐蝕產(chǎn)物可以在酸洗過程中清除。停運(yùn)期間的氧腐蝕,通常分布在整個(gè)水汽系統(tǒng),特別是積水放不掉的部分。這和運(yùn)行中發(fā)生的氧腐蝕有所不同。2、鍋爐在基建和停運(yùn)期間無防護(hù)措施沉積物下腐蝕(1):原理當(dāng)鍋爐內(nèi)表面附著水垢和水渣時(shí),在下面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的沉積物下腐蝕,是目前高壓鍋爐內(nèi)常見的一種腐蝕。在正常的運(yùn)行條件下,爐內(nèi)金屬表面覆蓋一層氧化鐵薄膜,這是金屬表面在高溫爐水中形成的,其反應(yīng)式如下:3Fe+4H2O約>300Fe3O4+4H2形成的Fe3O4膜是致密的,具有良好的保護(hù)性能。如果Fe3O4遭到了腐蝕,金屬表面就會(huì)暴露在溫度很高的爐水中,非常容易遭到腐蝕。促使Fe3O4保護(hù)膜破壞的一個(gè)最重要因素就是爐水中的pH值不合格。沉積物下腐蝕(1):原理當(dāng)鍋爐內(nèi)表面附著水垢和水渣時(shí),在下面當(dāng)pH值在10-12時(shí)腐蝕速度最小,pH值過低或過高都會(huì)使腐蝕速度加快。在低pH值(pH<8)下,腐蝕加快的原因是氫離子起到了去極化試劑的作用,而且此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物都是可溶的,不易形成保護(hù)膜。在高pH值(pH>13)下,腐蝕加快的原因是金屬表面的Fe3O4保護(hù)膜溶于溶液而遭到破壞。

Fe3O4

+4NaOH→2NaFeO2+2NaFeO2+H2O另一方面,鐵和NaOH直接反應(yīng):Fe+2NaOH→Na2FeO2+2H2亞鐵酸鈉在pH溶液中是可溶的,所以,當(dāng)在高pH值pH>13后,隨pH值增高,腐蝕速度增大。當(dāng)pH值在10-12時(shí)腐蝕速度最小,pH值過低或過高都會(huì)使腐一般運(yùn)行條件下,爐水pH值常保持在9-11之間,鍋爐金屬表面膜是穩(wěn)定的,不會(huì)發(fā)生腐蝕。一般運(yùn)行條件下,爐水pH值常保持在9-11之間,鍋爐金屬表面沉積物下腐蝕(2):不良運(yùn)行條件發(fā)生沉積物下腐蝕的必要條件是爐管上有沉積物和爐水有侵蝕性。運(yùn)行中造成這些條件的工況有;結(jié)垢物質(zhì)帶入爐內(nèi)。給水中鐵腐蝕產(chǎn)物沉積在爐管管壁向火側(cè),是引起爐內(nèi)沉積物下腐蝕的一重要因素。凝汽器泄露。因凝汽器泄露隨冷卻水進(jìn)入的碳酸氫鹽,會(huì)使?fàn)t水中產(chǎn)生游離NaOH,引起沉積物下堿性腐蝕。冷卻水中含有大量的MgCl2、CaCl2時(shí),容易引起脆性腐蝕。補(bǔ)給水水質(zhì)不良。沉積物下腐蝕(2):不良運(yùn)行條件發(fā)生沉積物下腐蝕的必要條件是沉積物下腐蝕(3):防止要防止沉積物下腐蝕,除防止?fàn)t管上形成沉積物外,還應(yīng)該消除爐水侵蝕性。措施如下;新裝鍋爐投入運(yùn)行前,應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗;鍋爐運(yùn)行后定期清洗,以除去沉積在金屬管壁上的腐蝕產(chǎn)物。提高給水質(zhì)量,防止給水系統(tǒng)腐蝕。防止凝汽器泄露。調(diào)節(jié)爐水水質(zhì),消除或減少爐水侵蝕性。做好鍋爐停用保護(hù)工作,防止停用腐蝕,以免爐管金屬表面上附著產(chǎn)物。沉積物下腐蝕(3):防止要防止沉積物下腐蝕,除防止?fàn)t管上形成水蒸氣腐蝕(1):原理當(dāng)過熱蒸汽溫度高達(dá)450℃時(shí)(過熱蒸汽管管壁溫度約為500℃)就要和碳鋼發(fā)生反應(yīng);在450℃-570℃之間時(shí),它們的反應(yīng)生成物為Fe3O4:Fe+4H2O→Fe3O4+4H2當(dāng)溫度達(dá)到570℃以上時(shí),反應(yīng)生成物為氧化鐵Fe+H2O→FeO+H22FeO+H2O→Fe2O3+H2這兩種反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng),所引起的腐蝕都是化學(xué)腐蝕。當(dāng)產(chǎn)生這種腐蝕時(shí),管壁均勻的變薄,腐蝕產(chǎn)物常常成粉末狀或鱗片狀,多為Fe3O4。水蒸氣腐蝕(1):原理當(dāng)過熱蒸汽溫度高達(dá)450℃時(shí)(過熱蒸水蒸氣腐蝕(2):部位在鍋爐內(nèi),發(fā)生汽水腐蝕的部位,一般在以下兩處:汽水停滯部分。當(dāng)鍋爐有水平或傾斜度較小管段,以致水循環(huán)不暢,發(fā)生汽塞或汽水分層時(shí),就可能因?yàn)檎羝^熱而產(chǎn)生汽水腐蝕。過熱器中。過熱蒸汽溫度一般在450℃-570℃范圍內(nèi)。正常情況下,過熱蒸汽管壁上會(huì)形成一層黑色的保護(hù)膜防止腐蝕。如果運(yùn)行中過熱器熱負(fù)荷和溫度波動(dòng)很大,使保護(hù)膜遭到破壞,那么過熱器管壁就會(huì)遭受嚴(yán)重的汽水腐蝕。水蒸氣腐蝕(2):部位在鍋爐內(nèi),發(fā)生汽水腐蝕的部位,一般在以水蒸氣腐蝕(3):防止防止方法:消除鍋爐中傾斜度較小管段,以保證正常的汽水循環(huán);對(duì)于過熱器,應(yīng)采用特種鋼材制作。因?yàn)槌邏汉蛠喤R界鍋爐的過熱蒸汽溫度已達(dá)到550℃以上,不論是在機(jī)械性能方面或耐腐蝕性能方面普通的碳鋼都不能承受,必須用其他材料,如耐熱的奧氏不銹鋼。水蒸氣腐蝕(3):防止防止方法:應(yīng)力腐蝕當(dāng)金屬除了受某些侵蝕性介質(zhì)的作用外,同時(shí)還受機(jī)械應(yīng)力的作用時(shí),它會(huì)發(fā)生裂紋損壞,這是一種特殊的腐蝕現(xiàn)象,稱為應(yīng)力腐蝕。鍋爐金屬的應(yīng)力腐蝕有:腐蝕疲勞應(yīng)力腐蝕開裂苛性脆化應(yīng)力腐蝕當(dāng)金屬除了受某些侵蝕性介質(zhì)的作用外,同時(shí)還受機(jī)械應(yīng)力腐蝕疲勞原理:屬于金屬在交變應(yīng)力作用下的一種應(yīng)力腐蝕。所產(chǎn)生的裂紋,有穿晶的、有是晶間的,或兼而有之。部位:在鍋爐汽包的管道結(jié)合處,如給水管接頭處、磷酸鹽加藥管道、定期排污管與下聯(lián)箱結(jié)合處。鋼表面干濕交替,管道中汽水混合物流速時(shí)快時(shí)慢等會(huì)產(chǎn)生交變應(yīng)力的情況,也會(huì)很快發(fā)生裂紋腐蝕。防止:可從消除應(yīng)力入手,如在汽包給水管道接頭處加特殊保護(hù)套管,使汽包壁不與進(jìn)水管道直接接觸,而是間隔著一層蒸汽或者爐水,以消除溫度巨變。腐蝕疲勞原理:屬于金屬在交變應(yīng)力作用下的一種應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕開裂原理:應(yīng)力腐蝕開裂是鋼在應(yīng)力和侵蝕性介質(zhì)的作用下發(fā)生的腐蝕損壞。部位:鍋爐在制造、安裝或檢修過程,過熱器,再熱器的管道經(jīng)焊接或彎管工藝后,管材內(nèi)部可能有殘余應(yīng)力。防止:在制造、安裝和檢修時(shí),要盡可能的消除鋼材的內(nèi)應(yīng)力。鍋爐化學(xué)清洗時(shí),要避免CL-、OH-、進(jìn)入或殘留。應(yīng)力腐蝕開裂原理:應(yīng)力腐蝕開裂是鋼在應(yīng)力和侵蝕性介質(zhì)的作用下苛脆性腐蝕定義:鍋爐金屬的一種特殊腐蝕方式,主要因素是水中苛性鈉使受腐蝕金屬發(fā)生脆化,故稱苛性脆化。原理:一種特殊電化學(xué),由于晶粒與晶粒的邊緣在高應(yīng)力下發(fā)生電位差,形成腐蝕微電池而導(dǎo)致的。腐蝕特征:可脆性化常發(fā)生與汽包柳釘口處發(fā)生脆化裂紋。有的柳釘圣至斷裂??纱嘈曰某跗诓灰装l(fā)現(xiàn),因?yàn)椴粫?huì)形成潰瘍點(diǎn)。也不會(huì)使金屬變薄??链嘈愿g定義:鍋爐金屬的一種特殊腐蝕方式,主要因素是水中苛目前,300MW機(jī)組的鍋爐,從燃燒方式上講,有直流燃燒器四角切圓燃燒方式、旋流燃燒器水平燃燒方式和拱頂燃燒器W型火焰燃燒方式,對(duì)于不同燃燒方式的鍋爐爐內(nèi)水冷壁高溫腐蝕的部位是不同的。直流四角切圓燃燒方式的燃燒器,其特點(diǎn)是爐內(nèi)火焰形成大旋渦作旋轉(zhuǎn)上升運(yùn)動(dòng),一次風(fēng)射流受上游旋轉(zhuǎn)氣流擠壓,爐內(nèi)切圓增大。當(dāng)燃燒器的高寬比加大時(shí),熱態(tài)切圓增大,煤粉火焰容易沖刷墻壁,導(dǎo)致水冷壁高溫腐蝕。水冷壁的腐蝕部位大致是:沿一次風(fēng)氣流流向,在爐膛中心線附近及下游的水冷壁壁面。二次風(fēng)支撐一次風(fēng)氣流,并在爐壁附近形成氧化性氣氛;在注重著火、穩(wěn)燃的同時(shí),注意截面熱負(fù)荷的選取,以防止?fàn)t膛結(jié)渣和積灰,而加速高溫腐蝕的過程。為此,應(yīng)適當(dāng)加大爐膛的截面積,加大噴燃器的高寬比,以便燃燒器區(qū)域的溫度較為平緩。三、鍋爐的高溫腐蝕及其防止目前,300MW機(jī)組的鍋爐,從燃燒方式上講,有直流燃燒器四三高溫腐蝕機(jī)理多年的研究表明,大型鍋爐水冷壁高溫腐蝕大多屬于硫化物型高溫腐蝕。腐蝕過程如下:①黃鐵礦粉末隨未燃燼煤粉到達(dá)水冷壁附近受熱分解釋放出自由原子硫及硫化亞鐵:FeS2→FeS+[S]當(dāng)水冷壁管附近有一定濃度的H2S和SO2時(shí),生成自由原子硫:2H2S+SO2→2H2O+3[S]②在還原性氣氛中,單獨(dú)的原子硫在管壁溫度達(dá)到623K時(shí),發(fā)生硫化作用:Fe+[S]→FeS③H2還可以通過疏松的Fe2O3,與較致密的磁性氧化鐵層Fe3O4(即Fe2O3-FeO)中復(fù)合的FeO作用:FeO+H2S→FeS+H2O④硫化亞鐵FeS緩慢氧化而生成黑色的磁性氧化鐵:3FeS+5O2→Fe3O4+3SO2從以上高溫腐蝕機(jī)理可知:水冷壁高溫腐蝕的宏觀原因是入爐煤硫含量高、高溫區(qū)形成局部還原高

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