在目前所發(fā)生的鍋爐事故中,,爐內熱力管道事故占了三分之二左右。而隨著鍋爐壓力及容量的增加,,管道事故的發(fā)生率也隨之上升,。一般來說,電站鍋爐內的多種熱力管道,,如省煤器,、水冷壁、過熱器,、再熱器等,,由于其工況不同,在長期運行過程中會出現(xiàn)不同的缺陷,。俗話說:“知己知彼,,百戰(zhàn)不殆”,,為了提高檢測的性,我們很有必要對熱力管道的主要缺陷進行了解,。
1,、水冷壁高溫腐蝕
水冷壁管的材料一般為20G鋼,鍋爐壓力在14MPa以上時也有部分用Cr-Mo合金鋼,,如12CrlMoV,。管徑則與鍋爐的類型相關,自然循環(huán)鍋爐水冷壁管外徑大多為50~82mm,,強制循環(huán)鍋爐與直流鍋爐水冷壁管外徑通常為20~61mm,。電站鍋爐水冷壁的常見缺陷有鼓包、過熱爆管,、腐蝕,、磨損、開裂等,,其中zui易發(fā)生的是腐蝕,,而在水冷壁管腐蝕中zui常出現(xiàn)且危害zui大的就是高溫硫腐蝕。
高溫硫腐蝕中的硫主要是由于煤粉中的黃鐵礦(FeS2)在爐膛中融化,,其中未進行充分燃燒的部分會回落至水冷壁表面,,如果未燃帶自身存在一定的缺陷或者開裂,F(xiàn)eS2顆粒就有可能直接附著在水冷壁管壁上,。FeS2受熱分解,,以及煙氣中的H2S與SO2反應均會產生游離態(tài)的硫原子,水冷壁管壁溫度通常在400℃左右,,在這個溫度下游離態(tài)的硫原子會與鐵發(fā)生硫化作用,。
zui后形成的硫化亞鐵是一種多孔結構的物質,使得腐蝕可以沿管壁內部延伸,,并會在高溫狀態(tài)下繼續(xù)氧化,,zui終產物如下圖所示,反應不斷進行時,,水冷壁管壁就會不斷發(fā)生腐蝕減薄,,當厚度降低到一定值后將會引起水冷壁的爆管。
2,、過熱器再熱器腐蝕
在電站鍋爐中,,過熱器管與再熱器管也是鍋爐事故多發(fā)的管道,由于長期處于1000℃的煙氣中,,管內為450~650℃的過熱蒸汽,,這些管道通常采用耐高溫的低碳鋼和各種鉻鉬合金鋼等材料。過熱器管外徑通常為30~60mm,。而事故主要是由于管道的磨損,、沖蝕,、氧化皮剝落堆積等原因造成的,其中造成氧化皮剝落的原因就是管道的還原性腐蝕及氯腐蝕,。
還原性腐蝕及氯腐蝕均會與管壁上氧化皮發(fā)生反應,,使其失去對管壁的保護作用。還原性氣氛的形成主要是由于煤粉的不充分燃燒導致的局部缺氧,,而氯腐蝕中的氯主要是以氯化鈉的形式與水,、二氧化硫等反應生成氯化氫,再與管壁氧化皮發(fā)生反應,。
當以上的反應發(fā)生后,,管壁表面的氧化皮被破壞脫落,腐蝕性氣體會直接與管壁接觸,,使得腐蝕更為嚴重,。
3、省煤器腐蝕
省煤器主要用于吸收低溫煙氣的熱量,,降低煙氣的排煙溫度,,通常采用外徑為30~50mm的碳鋼或鑄鐵管作為排氣管道。而引起事故的主要缺陷為氧腐蝕,、低溫腐蝕和磨損,。
在鍋爐給水通過省煤器管時,給水中存在的氧會與鐵發(fā)生反應,,生成鐵的氧化物Fe2O3與Fe3O4,這就形成了所謂的氧腐蝕,。給水溫度越高越容易發(fā)生省煤器管內氧腐蝕,,但由于水中的氧的不斷消耗,在高溫管段的腐蝕程度反而低于低溫管段,,氧腐蝕zui后在管壁形成的是點狀腐蝕坑,。
低溫腐蝕主要是由于煤中的硫燃燒生成二氧化硫,與水蒸氣形成硫酸蒸汽,,進入省煤器的低溫受熱面后,,在溫度較低的受熱面上發(fā)生凝結而造成腐蝕,因此也稱為硫酸腐蝕,,通常也會出現(xiàn)在空氣預熱器上,。
燃料中的硫含量越高,導致燃燒時產生的二氧化硫越多,,越易導致低溫腐蝕,;燃燒時的過量空氣系數(shù)越大,也會使得腐蝕更加嚴重,;鍋爐的給水溫度也會影響低溫腐蝕的發(fā)生,,給水溫度越低,,省煤器壁溫越低,越容易產生低溫腐蝕,。注意控制低溫腐蝕的影響因素,,可以有助于減少省煤器管道腐蝕的發(fā)生。
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