生物質(zhì)鍋爐高溫腐蝕對鍋爐正常運行造成很大的安全隱患,為了避免此類現(xiàn)象,在選擇生物質(zhì)鍋爐一定要選擇正規(guī)大品牌,大成生物質(zhì)鍋爐作為國內(nèi)專業(yè)的生物質(zhì)鍋爐廠家,本文深度為您生物質(zhì)鍋爐水冷壁高溫腐蝕的原因及對策。
一、生物質(zhì)鍋爐水冷壁高溫腐蝕的原因
水冷壁外壁腐蝕有三種類型,一種類型是硫酸鹽型,一種類型是硫化物型,一種類型是氯化物型。水冷壁的高溫腐蝕通常是由這三種類型腐蝕復(fù)合作用的結(jié)果。生物質(zhì)燃料的成分復(fù)雜,通過對燃料化驗分析得出,燃料可燃成分中硫分較低、Cl 含量較高,還含有 K、F 等?;页煞种?K、Na 含量高,Mg 含量高,鋁成分較低。對管外腐蝕垢樣進行了元素成分分析,腐蝕垢樣中鐵含量為 53.11%,鉀 18.97%,氯 18.58%,由此判斷管外腐蝕垢樣的主要成分為氧化鐵和氯化鉀。鐵被通過某種方式從管子往管外垢層輸送,垢樣中氯化鉀是由煙氣中夾帶的熔化或半熔化狀態(tài)下的堿金屬氯化物灰粒接觸到水冷壁凝結(jié)下來,并在水冷壁上不斷生長、積聚而成,沉積物對管子造成嚴(yán)重的腐蝕。對水冷壁腐蝕的垢樣成分進行分析,可確定為堿金屬氯化物的熔融腐蝕。水冷壁腐蝕外觀表現(xiàn)外壁氧化膜破裂剝落,腐蝕沿著晶界向內(nèi)延伸。受熱面的腐蝕主要為沉積物中堿金屬氯化物的高溫熔融腐蝕,氯在腐蝕過程中并未被消耗,而是起到催化劑的作用在高溫沉積物中循環(huán)作用,造成比較嚴(yán)重的高溫腐蝕。在生物質(zhì)燃燒過程中,大量的氯、硫元素與揮發(fā)性的堿金屬元素以蒸氣形態(tài)進入到煙氣中,通過反應(yīng)形成微米級顆粒的堿金屬氯化物,凝結(jié)和沉積在溫度較低的高溫受熱面管壁上。凝結(jié)和沉積在管子外表面的堿金屬氯化物與金屬表層的氧化膜發(fā)生氧化還原反應(yīng),氯化鐵在管壁垢層溫度高于 315℃時發(fā)生氣化,向煙氣側(cè)擴散,導(dǎo)致金屬表層的氧化膜脫落;暴露出來的管壁金屬鐵和煙氣中的氧進行氧化反應(yīng),生成新的氧化膜。反應(yīng)過程周而復(fù)始,使得受熱面管壁的厚度不斷減少。
堿金屬硫酸鹽化學(xué)反應(yīng)中會產(chǎn)生氯氣的過程發(fā)生在積灰層,在靠近金屬表面會聚集濃度非常高的氯氣,其濃度遠高于煙氣中的氯氣。在整個腐蝕過程中,氯元素起到了催化劑的作用,將鐵元素從金屬管壁上置換出來,金屬氧化物連續(xù)沉積,形成多孔疏松的腐蝕膜,最終導(dǎo)致了嚴(yán)重的腐蝕。
硫化物型腐蝕主要發(fā)生在火焰沖刷管壁的情況下,這個腐蝕過程在 350℃及其以上溫度時進行得很迅速,這恰是高壓鍋爐水冷壁的溫度范圍。受爐型限制,在爐拱下方區(qū)域為火焰中心,煙氣溫度較高,軟化的灰粘度加大,極易吸附在周圍的水冷壁管上,形成強堿性灰垢,使周圍煙氣溫度居高不下,煙氣里的灰周而復(fù)始的黏附,形成大片腐蝕焦掛在水冷壁上,管壁表面的 Fe2O3 氧化膜被復(fù)合硫酸鹽破壞,更加劇了腐蝕速度。
二、生物質(zhì)鍋爐水冷壁高溫腐蝕的對策
針對水冷壁腐蝕嚴(yán)重的現(xiàn)象,通過取樣分析,采取措施如下:
1、維持薄料層,對爐排振動速率進行優(yōu)化調(diào)整,適當(dāng)增大振動頻率,減輕爐排振動幅度;
2、對爐膛出口煙氣 O2 濃度控制進行適當(dāng)優(yōu)化,提高燃料的燃盡率,降低爐膛煙氣溫度水平;
3、提高一、二次風(fēng)氣流速度,破壞氯氣的高濃度聚集;
4、對明顯存在高溫腐蝕區(qū)域的水冷壁管更換為合金鋼管;
5、提高水冷壁材質(zhì),將前后墻、側(cè)墻水冷壁腐蝕段水冷壁材質(zhì)由 20G 提高至 15CrMoG。
6、對向火面進行防磨防腐噴涂;
6、添加堿金屬阻垢劑,抑制低熔點的堿金屬氯化物(KCl 和 NaCl )的生成,形成高熔點的堿金屬復(fù)合鹽,減少堿金屬氯化物和堿金屬氧化物向煙氣中析出;
7、在燃燒室前后墻向火面敷設(shè)耐火澆注料,避免高溫?zé)煔馀c水冷壁管直接接觸,降低水冷壁管表面溫度。
大成生物質(zhì)鍋爐提醒,積極采取以上疏導(dǎo)的方法,可以得到有效緩解生物質(zhì)鍋爐的高溫腐蝕現(xiàn)象,總之,選擇生物質(zhì)鍋爐一定要認證正規(guī)大品牌。衡陽大成鍋爐是國內(nèi)專業(yè)的生物質(zhì)鍋爐廠家,中國生物質(zhì)鍋爐十大品牌,研發(fā)制造的多款產(chǎn)品入選國家、湖南省節(jié)能設(shè)備推薦目錄,工廠可根據(jù)客戶需求個性化定制,從需求對接,到生產(chǎn)、安裝調(diào)試,以及培訓(xùn)和售后服務(wù),提供專業(yè)服務(wù)。了解更多大成生物質(zhì)鍋爐歡迎聯(lián)系。
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