火電廠鍋爐腐蝕原因及防范措施

戴昕 山西國峰煤電有限責任公司

引言

1 鍋爐高溫腐蝕的產生的原因

1.1 化學腐蝕

燃煤鍋爐在燃燒過程中會產生三種具有腐蝕作用的鹽，分別是：硫酸鹽，氯化物和硫化物。從產生的原理上看，硫酸鹽腐蝕主要發生在鍋爐中的高溫加熱的表面上；而氯化物腐蝕最為嚴重的部位通常是大型鍋爐燃燒器高溫區域的水冷壁管上；最后，研究顯示硫化物腐蝕主要發生在大型鍋爐的水冷壁管上，所以，燃煤鍋爐在其使用過程中的腐蝕通常是這三種鹽類綜合作用的結果。

相關文獻研究顯示，我國火電廠內燃煤鍋爐水冷壁上的腐蝕原因通常是由氯化物和硫化物導致，同時，燃燒過程中產生的煙氣中的硫化氫和一氧化碳濃度上升時，會導致腐蝕速率加快。

同時，經過查閱相關文獻后發現，鍋爐中的腐蝕情況與鍋爐內部的還原性氣氛密不可分，當一氧化碳和硫化氫的濃度逐漸上升后，這種腐蝕情況會隨之愈演愈烈。文獻[2]中顯示，腐蝕嚴重部位的一氧化碳濃度往往較之別的部位更高，另外，考慮到鍋爐內部部分區域空氣不足，從而使得該部位的硫化氫和一氧化碳富集，從而產生硫化腐蝕。

其形成過程可以表述為：當鍋爐燃燒的火焰反復沖擊水冷壁時，由于我國大部分煤礦石之中含有硫化鐵成分，因此，當燃燒過程中一些沒有完全燃燒的煤粉會輔佐在鍋爐內部，同時，其中含有的硫化鐵成分在高溫情況下會分解為硫原子以及硫化亞鐵，同時，當爐膛內部溫度在350攝氏度以上時，在爐膛內的硫化亞鐵表現出較強的氧化性，從而將管道腐蝕，另外，鍋爐內部的還原性氣氛還會使得H2S加快硫化物的腐蝕性，導致管道腐蝕，其化學反應方程可以表示為：

FeO+H2S → FeS+H2O

同時，由于氧化劑的存在，性質不穩定的FeS還會在爐膛內發生進一步的反應，生成Fe3O4和SO2，而SO2會在鍋爐內部的高溫環境下進一步反應生成SO3，從而再次增加了硫化物的含量，從而加劇了腐蝕作用。其化學反應方程可以表示為：

3FeS+5O2 → Fe3O 4 +3SO2

由于SO2向SO3的轉化是可逆的，因此爐中的氧氣過多會促進可逆反應向正向發展，因此，如果空氣供應過多，則爐中的氧含量變得相對較大，鍋爐燃燒過程中產生的SO3更多，因此，可以通過適當的抑制氧氣含量，有效降低SO3濃度。

所以，由于我國煤礦的品質不高，FeS2含量較高，所以，爐膛內部高溫部分通常表現為還原性氣氛，這些都為鍋爐內部的硫化物產生創造了極好的條件。

不可否認的是，絕大多數學生只偏愛自己喜歡的內容，選修聲樂這門課的初衷是出于對音樂的喜愛，但由于每個學生的音樂基礎不同，從小接觸到的音樂元素也有所差異。如果教師依據傳統的教學模式進行授課，就不能顧及到所有學生，導致大多數學生從最初的喜愛音樂變成敷衍課堂。所以，教師要給出流行的音樂形式，配合當代的音樂綜藝視頻進行教學，比如《我愛記歌詞》《中國好聲音》《聲樂大課堂》等。教師可以組織班級活動，把學生分成不同的音樂小組，模擬綜藝里面的游戲活動，學生比賽唱歌、記憶歌詞，而教師作為評分人，師生共同參與，通過活動達到提高學生對聲樂感知的教學效果。

1.2 物理問題

在鍋爐設備的長期運行中，粉煤灰不可避免地會磨損。這引起鍋爐尾部的加熱表面的磨損泄漏的問題。一般來說，在鍋爐運行過程中，如果燃料顆粒和灰燼顆粒未完全燃燒的煙道氣進入尾部的受熱面，由于顆粒的高速運動，它將與受熱面發生碰撞。受熱面管的表面上的金屬表面逐漸使受熱面的壁變薄，從而引起損壞受熱面管的表面的問題。同時，對加熱表面的管壁的損壞將形成煙氣溫度的偏差，擴大影響范圍并影響其他加熱表面的穩定性和安全性。

綜上所述，煤礦中的氯元素、硫元素、鉀元素以及鈉元素都是造成鍋爐內部發生腐蝕的根本問題，而鍋爐內部的高溫環境更使得煤粉及其所含有的雜質很容易在爐膛內部營造出一種還原性氣氛，而這些條件，都為鍋爐內部的腐蝕提供了充分條件。

2 火電廠燃煤鍋爐受熱面腐蝕防治與維護措施

燃煤電廠鍋爐的熱腐蝕導致水冷壁管壁或受熱表面腐蝕區域的嚴重腐蝕，從而減小了金屬管壁的有效厚度，從而給設備的安全穩定運行造成威脅，國內甚至有運行不足一年就因為高溫區域嚴重腐蝕而導致的管壁爆裂案例，從而迫使電廠不得不在計劃外將鍋爐停運進行檢修更換，嚴重影響了火電廠的發電計劃，從而對其經濟效益產生嚴重影響，另外，也影響了大電網的潮流分配。

因此，針對火電廠中燃煤鍋爐受熱面腐蝕的問題，通過梳理和參考相關文獻資料和總結日常工作中的經驗，列舉了以下六條有針對性的防腐和維護措施，從而有效防范高溫腐蝕現象，提升鍋爐的使用壽命，從而提升其工作穩定性與安全性。

2.1 科學改造鍋爐中的過熱器

根據以上分析，化學腐蝕是影響燃煤鍋爐尾部受熱面正常運行的關鍵。為了減輕化學腐蝕問題，可以對，并將低溫過熱器的溫度升高到露點以上。實驗研究表明，在現有鍋爐系統中增加低溫過熱器可以有效地提高過熱器的溫度（530℃至545℃）。

2.2 實現鍋爐低氧燃燒

有效控制三氧化硫的產生是有效防止鍋爐尾部受熱面腐蝕的重要措施。 在這方面，對燃煤鍋爐進行低氧燃燒可阻止二氧化硫轉化為三氧化硫或將產生的三氧化硫轉化為二氧化硫，從而實現防腐。例如，燃燒高硫煤燃料時，可以適當提高燃燒溫度，使用特殊的燃燒設備，減少使用油槍的使用，可以將爐子中的氧氣控制在適當的范圍內或減少氧氣的使用量。減少三氧化硫的形成。來防止鍋爐尾部受熱面腐蝕。

2.3 使用減少燃料中硫含量

在鍋爐改造過程中，可以使用先進的脫硫設備來控制煤料中的硫含量從而從根本上減少二氧化硫和三氧化硫的產生種子。同時，通過科學地使用腐蝕抑制劑可以防止和控制鍋爐尾部受熱表面腐蝕的過程，有效防止熱表面腐蝕。在采用脫硫方法時，值得注意的是，有必要做好清理鍋爐煙道中灰燼堆積的工作，以避免灰燼堆積對煙道產生不利影響。

2.4 科學改造省煤器

根據文獻[3]中對火電廠鍋爐運行記錄分析，第一個節能器之前的溫度為347.8℃，第一個節能器之后的溫度為281.5℃，第二個節能器之前的溫度為536.4℃，裝置后面的溫度為462.7℃。第一和第二省煤器的實際溫度與設計溫度之間存在一定差異。為了滿足設計要求，必須適當增加省煤器的加熱面積。根據計算，一級節能器需要增加395平方米，二級節能器需要增加208平方米。不過，由于鍋爐系統煙道的空間限制，無法直接增加省煤器的加熱面積。更改上下節能器的結構，即將原始的裸管節能器更改為具有較高傳熱性能的鰭片式節能器，增加節能器的加熱面積，并控制排氣溫度即可實現控制。

2.5 材料的科學應用

在鍋爐改造過程中，除了著眼于新技術和新方法的應用外，還應加強新材料的應用。例如，玻璃，陶瓷和搪瓷材料用于制造空氣預熱器，以改善空氣預熱器的腐蝕防護。以搪瓷管為例，研究和實驗表明，搪瓷管的維氏硬度明顯高于金屬Q235A的保持硬度，表面光滑且耐污染，因此耐磨性相對較強，而且飛揚 灰燼磨損泄漏可以減少問題。同時，搪瓷管具有很高的耐酸和傳熱性能，可有效減少硫酸和酸霧對設備的影響。因此，將搪瓷管應用于空氣預熱器和其他設備的改造具有廣泛的潛在應用。

3 結論

總體而言，鍋爐尾部的加熱表面是火電站熱工系統的重要組成部分。對火力發電廠燃煤鍋爐尾部受熱面的腐蝕防護和維護工作的有效開展，對改善鍋爐尾部受熱面的性能，實現鍋爐尾部受熱面的功能具有重要作用。預防腐蝕和維持燃煤鍋爐的熱表面工作效率是一項全面的系統性任務。在實際工作中應從全局的角度出發，結合實際情況結合防腐蝕養護方法和措施的應用，實現鍋爐尾部受熱面的科學轉化，改善火力發電廠的燃燒效率。