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余熱鍋爐為什么會(huì)腐蝕?余熱鍋爐腐蝕原因分析

  2021-09-28        

垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的煙氣含有大量的氯化氫等腐蝕性氣體和灰分,會(huì)對(duì)余熱鍋爐系統(tǒng)中的各換熱部件產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。如鍋爐采用中溫次高壓參數(shù),會(huì)使余熱鍋爐各受熱面壁溫升高,這樣將進(jìn)一步加劇余熱鍋爐受熱面的腐蝕,縮短設(shè)備的使用壽命,增加處理成本。因此,高參數(shù)余熱鍋爐的維護(hù)成本和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)比中參數(shù)的大。

垃圾焚燒發(fā)電廠受熱面的腐蝕主要包括:過熱器管、水冷壁管高溫腐蝕和省煤器低溫腐蝕等。圖1為腐蝕與溫度關(guān)系圖。

圖1管壁溫度與腐蝕速度的關(guān)系.jpg

圖1管壁溫度與腐蝕速度的關(guān)系

由圖1可見,腐蝕速度與受熱面管子壁溫有很大關(guān)系。在高溫腐蝕區(qū),管壁溫度超過300后,腐蝕速度增加很快。國內(nèi)外垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,余熱鍋爐容易發(fā)生嚴(yán)重腐蝕,導(dǎo)致受熱面管子損壞的區(qū)域有以下4處:a.爐膛內(nèi)耐火墻磚與光管過渡區(qū)域;b.通道轉(zhuǎn)彎處;c.過熱器區(qū)域;d.省煤器尾部。表1列出了中參數(shù)與高參數(shù)余熱鍋爐易發(fā)生腐蝕區(qū)域的管壁溫度。

表1中參數(shù)和高參數(shù)余熱鍋爐受熱面壁溫

余熱鍋爐區(qū)域 高參數(shù) (450 、6.4MPa) 中參數(shù) (400 、4.0MPa)
水冷壁 介質(zhì)溫度  287 (7.1MPa飽和溫度)  258(4.5MPa飽和溫度)
 高溫區(qū) 管壁溫度  347 (60 附加壁溫)  318(60 附加壁溫)
 過熱器  介質(zhì)溫度  450 (主蒸汽溫度)  400(主蒸汽溫度)
 高溫段  管壁溫度  500 (50 附加壁溫)  450(50 附加壁溫)
 省煤器  介質(zhì)溫度 130 (給水溫度)  130 (給水溫度)
低溫段  管壁溫度  6 (30 附加壁溫)  6 (30 附加壁溫)

注附加壁溫是采用鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法(1973版)自然循環(huán)鍋爐的推薦值。

由表1可見,高參數(shù)余熱鍋爐在水冷壁和過熱器的高溫度比中參數(shù)余熱鍋爐分別高出了30和50,采用高參數(shù)余熱鍋爐將面臨更嚴(yán)重的高溫腐蝕;而省煤器低溫區(qū)金屬溫度基本一致,兩種參數(shù)的低溫腐蝕情況大致相同。

圖 2 A廠水冷壁腐蝕部位

圖 2 A廠水冷壁腐蝕部位

爐膛內(nèi)耐火墻磚與光管過渡區(qū)域、通道轉(zhuǎn)彎處均屬于水冷壁的高溫腐蝕。實(shí)驗(yàn)證明,產(chǎn)生爐膛水冷壁高溫腐蝕的條件:a.水冷壁附近出現(xiàn)局部或間斷性的還原性氣體;b.煙氣成分中存在硫化物和氯化物;c.水冷壁壁溫滿足腐蝕發(fā)生的條件。

研究表明,當(dāng)燃料成分中含氯量%0.35%時(shí),腐蝕傾向?qū)⒑芨咔褾eCl2的熔點(diǎn)為282,并能顯著揮發(fā),使管壁直接暴露于煙氣中,導(dǎo)致進(jìn)一步腐蝕。而在爐膛內(nèi)耐火墻磚與光管過渡區(qū)域、通道轉(zhuǎn)彎處兩個(gè)區(qū)域煙氣溫度均比較高(大于800),并且煙氣轉(zhuǎn)向和過渡段截面擴(kuò)大造成的煙氣渦流更加強(qiáng)烈,導(dǎo)致管子的腐蝕速度進(jìn)一步加劇。通過對(duì)國內(nèi)A廠的調(diào)查發(fā)現(xiàn),這兩處水冷壁的局部腐蝕很嚴(yán)重,腐蝕情況大大超出設(shè)計(jì)預(yù)期:因水冷壁腐蝕泄漏,非計(jì)劃停爐每爐各有2次,時(shí)間集中在2008年2~11月,腐蝕最嚴(yán)重的管壁厚只有1mm。

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