燃煤工业锅炉腐蚀与防腐.doc

第3期 煤质技术 2003年5月 燃煤工业锅炉腐蚀与防腐 新汶矿业集团公司机电处 李玉 王德河 侯宇红 摘 要 。过早报废, 而且易发生各种事故, 受热面的腐蚀分类、受热面在高温烟气作用下引起的腐蚀; 在过热蒸汽管道内, 金属与过热蒸汽的直接作用引起腐蚀等。 2 电化学腐蚀是金属和外部介质发生了电化学反应, 在反应过程中由局部电流引起的腐蚀。如, 与炉水接触的金属受热面及给水管道等。 112 均匀腐蚀和局部腐蚀 1 均匀腐蚀是指腐蚀发生在整个金属对稳定, 即使需要开启阀门来调节, 司机只需通过人机接口上点击的按钮即可, 便于操作, 降低了劳动强度。 3 便于管理。原先6台过滤机需6名司机, 技术水平和素质参差不齐。现整个过滤自动化室只需一人集中操作, 既提高了劳动效率, 节约人力, 又便于管理。512 待改进之处 1 电动阀门开关速度太快, 难以自动控制, 所以暂时仍采用手动控制阀门。 2 过滤机入料槽液位信号没有引入系统进行监控。 作者简介 张月英, 毕业于阜新矿业学院计算机应用专业。现在汾矿集团洗煤厂总工办工作, 工程师。 1 锅炉受热面金属材料腐蚀分类 锅炉的金属受热面, 在外部介质的化学和电化学作用下, 被腐蚀损坏。根据腐蚀机理, 可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。从形式看, 又可分为均匀腐蚀与局部腐蚀两大类。111 化学腐蚀与电化学腐蚀 1 化学腐蚀是金属和外部介质直接进行反应而引起的腐蚀。例如, 炉膛内, 金属曲线, 作为车间管理、分析的依据。 该系统工控机的操作系统, 采用的是W indow s 98, 人机接口程序使用了F I X 的权限设置功能。操作员与管理者有不同的使用权限, 操作员只能在操作界面间来回切换。避免误操作, 保证了系统的安全性。5 系统运行状况 系统经过3个月的安装、调试, 基本上达到了预期目的。 511 本系统成果 1 提高过滤效果。根据液位高低, 可 自动调节过滤转盘的频率, 从而使液位保持在相对恒定、合适高度。过滤机工作效果好, 精煤水分低, 处理量大, 并给浮选机操作创造了有利条件。 2 利于司机操作。首先, 由于液位相 收稿日期2003-04-06 ・9・ 第3期 煤质技术 2003年5月 受热面上, 且腐蚀表面较平整, 壁厚减薄较均匀。 2 局部腐蚀是指腐蚀主要集中在金属表面的局部区域, 而其它部分基本没有。 均匀腐蚀损失的金属量要比局部腐蚀多。但从金属强度损失看, 局部腐蚀, 尤其是晶间腐蚀和穿晶腐蚀的危害, 要远大于均匀腐蚀。所以, 锅炉金属受热面腐蚀部位愈集中, 危害性就愈大, 全隐患就愈大。2 化; 一是由硫、钒、氧、氢等在一定条件下引起的金属壁损伤, 表现为斑点状、局部凹坑、穿孔或晶间型腐蚀。 造成第2种现象的原因, 是由于燃料煤、油 中含有的一定量硫, 燃烧后生成了SO 2气体。其中, 约有6～7的SO 2气体 在480～, 在FeO 3; 324这种现象称为低温硫腐蚀。当这种腐蚀发生在烟气温度低于“露点”时, 烟气露点温度的高低取决于燃料中的含硫量。含硫量越高, 露点温度越高, 同时也给锅炉设备带来的危害越大。低温腐蚀是一种化学腐蚀, 一般发生在尾部受热面的省煤器、空气预热器、引风机和烟道等部位。 煤是我国的主要能源。但是, 煤中的硫是一种有害杂质, 对煤的工业利用, 尤其是对锅炉燃烧带来极不利影响。为此, 国家专门制定了关于煤炭硫分分类标准全硫S t, d 含量3100的, 为高硫煤。212 锅炉内部腐蚀 1 蒸汽腐蚀。当蒸汽与400℃以上的金 锅炉受热面金属材料的腐蚀, 主要是金 属表面与周围介质, 如煤燃烧后烟气中的二氧化硫、锅炉给水与炉水、空气、蒸汽和灰渣等, 发生化学或电化学反应而导致的金属腐蚀破坏。这类腐蚀主要有以下几种形式。211 锅炉外部腐蚀 1 高温氧化。金属材料与氧化性气体进行的化学作用, 是金属材料化学腐蚀的一种特殊形式, 发生在各种干燥气体如空气、燃烧产物、过热蒸汽 中。因此, 也叫气体腐蚀。 工业锅炉中, 金属受热面一般都选用碳钢或低碳锰钢制造。锅炉正常运行中, 钢材温度不会超过500℃。此时, 碳钢或低碳锰钢的高温氧化现象并不明显。但是, 如水质处理不好, 锅炉用水达不到国家标准时, 将会在水冷壁管内、过热器管内或其它金属受热面上沉积盐垢和水垢, 并在垢的影响下, 使金属壁温明显升高。与高温烟气接触时, 烟气中的残余氧与管壁表面金属发生化学反应, 生成一层氧化膜。温度越高, 氧化作用就越强烈, 导致金属受热面产生变形和脱碳, 最终出现过烧组织。 2 烟气腐蚀。锅炉的金属受热面与高温烟气在长期接触中, 金属表面不断受侵蚀, 有时还会侵蚀到内部。这种现象可分为两类一是前面叙述过的高温下普遍发生的高温氧・10・ 属受热面接触时, 将产生如下反应, 且反应后在元件表面形成磁性氧化铁膜Fe 3O 4 。 4H 2O 3Fe △ Fe 3O 44H 2 2 电化学腐蚀。典型的电化学腐蚀有 氧腐蚀、碱腐蚀和垢下腐蚀。 ①氧腐蚀和二氧化碳腐蚀。当水中含有溶解氧和游离二氧化碳气体时, 锅炉就会产生腐蚀。 其原因主要是锅炉给水pH 值低7 , 使原来的金属氧化物保护膜变疏松, 并被水冲掉, 使金属露出而继续受到腐蚀, 为均匀腐蚀。 ②碱腐蚀。常温下, 当炉水中的苛性钠 第3期 煤质技术 2003年5月 N aOH 浓度高于30时, 会因金属表面氧 化膜的溶解而引起腐蚀。尤其在高温受热面上, 当炉水中N aOH 浓度达5～10时, 就会使金属表面的氧化膜失去保护作用, 腐蚀加快。温度越高, 碱性越大, 腐蚀越强烈。苛性钠在电化学腐蚀中的作用可用下式表达 3Fe nN aOH 4H 2O Fe 3O 44H 2 aOH ③垢下腐蚀, , 以电化学方式产生如下反应 4Fe 2O 3Fe 3Fe 3O 4 4CuO 3 Fe 3O 44Cu 和炉水质量有重要关系。所以, 尽可能选用 低硫燃料或采用燃料在炉内固硫并加强锅炉给水管理, 是防止锅炉腐蚀, 保证锅炉安全、经济运行的关键。3 预防措施 1 。 , 使2, 从而减轻。 2 加强水质管理, 按照不同炉型采用不同标准, 确保锅炉给水和炉水指标符合GB 12145火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准或GB 1576低压锅炉水质标准。 3 对于新装或受压元件大修后的锅炉, 要严格按照标准煮炉, 决不可应付了事。 4 要完善热水采暖系统的除污装置, 最大限度减少热水采暖系统的污物进入锅炉, 造成水冷壁管和其它金属受热面污物沉积。 5 认真做好锅炉设备的保养。保养分运行保养和停炉保养。在运行期间, 应定期对炉内外部的水垢、泥垢、燃烧产物、对流管束的烟灰等进行吹扫, 必要时可采取短时间停炉处理; 锅炉停用后, 可按停炉时间的长短和现场条件选择适当方法进行保养。常见的保养方法有压力保养、湿法保养、干法保养、半干法保养和充气保养。 作者简介 李玉, 40岁, 大专毕业。从事锅炉安全管理20余年, 现任新汶矿业集团公司机电处锅炉科科长。 反应过程中, 氧化物为阴极, 金属受热面为阳极。阳极不断被腐蚀下去, 此时为垢下腐蚀的第一阶段; 垢下腐蚀的第2阶段为蒸汽对所形成的Fe 2O 4下面过热金属的一种化学腐蚀, 即前述的蒸汽腐蚀。 垢下腐蚀一般发生在水冷壁管的向火侧, 破坏形状如贝壳。 3 应力腐蚀。是指金属材料在应力和特定腐蚀介质的共同作用下, 经过一定时间所引起的脆性破坏现象。受压元件上, 一般表现为腐蚀疲劳和苛性脆化, 其破坏都以裂纹形式出现。 出现腐蚀疲劳和苛性脆化的原因, 除材质不良、加工缺陷外, 还有炉水介质侵蚀和长期高温工作后使金属变质以及在碱性炉水中电化学引起的腐蚀等。 可以看出, 锅炉金属受热面的腐蚀不仅与燃料有十分密切关系, 而且还与锅炉给水上接第35页 收稿日期2003-03-28 的细碎, 且产品粒度可控制在25mm 以下; 如果再调小两辊间距, 可确保在13mm 以下。该设备结构简单, 运行稳定, 是进口设备的理想替代品。 作者简介 李富, 鸡西矿业集团新发煤矿选煤科, 主任工程师, 92年毕业于鸡西矿务局职工工学院选煤工程系。从事技术管理工作。 收稿日期2003-04-17 ・11・