日本一道一区二区视频,国产午夜亚洲精品国产成人,国产精品国产三级国产av主播 ,99热久久这里只精品国产99,99热久久这里只精品国产99

摘要：為適應(yīng)國家火力發(fā)電行業(yè)“上大壓小”總體布局，提高燃煤效率從而降低煤耗、進(jìn)而降低對(duì)環(huán)境污染程度，實(shí)現(xiàn)2020年環(huán)保計(jì)劃，當(dāng)前全國火電行業(yè)均朝著高參數(shù)機(jī)組的趨勢發(fā)展，高壓力、高主/再熱蒸汽溫度的機(jī)組對(duì)設(shè)備與部件給出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。鍋爐受熱面作為重要的熱交換部位，在高參數(shù)的運(yùn)行條件下，更加容易產(chǎn)生腐蝕。本文根據(jù)實(shí)際情況，分析火電廠中受熱面的腐蝕原理與種類，為受熱面防護(hù)與機(jī)組安全運(yùn)行提供參考，減少爆管次數(shù)，為電廠安全環(huán)保運(yùn)行保駕護(hù)航，減少爆管就減少了非停，避免了環(huán)保超排，同時(shí)受熱面腐蝕減少，結(jié)焦減小，提高燃燒效率，降低了NOx和粉塵的生成。

0前言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全國煤電裝機(jī)量為10.2億千瓦，占裝機(jī)總量的58%，煤電發(fā)電量全年為42000億千瓦時(shí)，占比高達(dá)67%，可以看出，當(dāng)前煤電依然占據(jù)著發(fā)電行業(yè)的主導(dǎo)位置。為響應(yīng)“清潔低碳，安全高效”的能源發(fā)展目標(biāo)，現(xiàn)如今火電廠均朝著高主汽壓力、高主/再熱蒸汽溫度的趨勢發(fā)展，大容量，高參數(shù)的機(jī)組的運(yùn)行對(duì)火電廠各部件有著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。眾所周知，火電廠鍋爐受熱面（本文指省煤器、水冷壁、過熱器、再熱器、空預(yù)器）作為重要的熱交換部位，其使用工況環(huán)境復(fù)雜（溫度、煙氣、高溫蒸汽），使用的材料種類多（SA-106C、SA-210C、15CrMoG、12Cr1MoVG、TP347、T/P91、T/P92等等），受熱面的防護(hù)對(duì)于保證電廠的安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。通常來說，受熱面發(fā)生爆管或者泄漏的原因包括：煙氣及飛灰磨損、吹灰器吹損、超溫、超壓、材質(zhì)誤用、腐蝕等，其中，腐蝕是一個(gè)漸進(jìn)的過程，在腐蝕初期并不引起重視，且難以被發(fā)現(xiàn)，但是，腐蝕造成的損失巨大。就實(shí)際運(yùn)行的情況來看，許多電廠的受熱面都存在著腐蝕現(xiàn)象，不同的機(jī)組，在不同的部位，腐蝕機(jī)理、腐蝕產(chǎn)物、腐蝕速率各不相同，腐蝕引起的泄漏，爆管等事故也是層出不窮。在高參數(shù)的機(jī)組當(dāng)中，金屬腐蝕的傾向增加，在同一水質(zhì)條件下，亞臨界鍋爐比中壓鍋爐的金屬腐蝕速度增加了30~35倍[1]。因此，了解受熱面的腐蝕機(jī)理，并提出相應(yīng)的防護(hù)措施對(duì)預(yù)測受熱面管子的腐蝕程度，保護(hù)受熱面管子的安全，確保電廠安全運(yùn)行有重要的指導(dǎo)意義。

1 金屬腐蝕原理

金屬的腐蝕分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕為金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，發(fā)生氧化還原作用而導(dǎo)致的腐蝕，電化學(xué)腐蝕在金屬表面形成了原電池，被腐蝕金屬為陽極，一般情況下，金屬表面生成的鈍化膜能夠保護(hù)金屬不被腐蝕，但是，當(dāng)介質(zhì)中存在去極化劑（和）或者能夠破壞鈍化膜（）的元素時(shí)，電化學(xué)腐蝕便開始啟動(dòng)。電化學(xué)過程中，金屬陽極失去電子被氧化變?yōu)榻饘匐x子，去極化劑得電子被還原生成或者，進(jìn)而再與金屬內(nèi)部組織，或者金屬離子發(fā)生反應(yīng)，相互影響，加劇腐蝕導(dǎo)致金屬的損壞。

化學(xué)腐蝕是指金屬材料在干燥氣體和非電解質(zhì)溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成化合物的過程。金屬直接與酸性溶液接觸，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，例如鍋爐尾部受熱面煙氣側(cè)容易發(fā)生的低溫腐蝕，是煙氣中的、與煙氣中的水發(fā)生反應(yīng)生成的、，該酸性溶液附著在金屬表面，與金屬反應(yīng)導(dǎo)致的腐蝕為化學(xué)腐蝕；高溫下金屬與氣體接觸被氧化，例如高溫爐氣等氧化性氣體使鋼材表面生成氧化鐵及表面脫碳的腐蝕也是化學(xué)腐蝕。

2 受熱面腐蝕的種類

通過觀察腐蝕產(chǎn)物，腐蝕形貌與腐蝕介質(zhì)的成分，將受熱面的腐蝕按照腐蝕形態(tài)來劃分種類，可以分為氧腐蝕、亞硝酸鹽腐蝕、酸性腐蝕、應(yīng)力腐蝕（SCC）、高溫腐蝕、低溫腐蝕、晶間腐蝕、汽水腐蝕、電偶腐蝕。

2.1 氧腐蝕

受熱面的氧腐蝕可以分為兩種，在機(jī)組運(yùn)行或者停用時(shí)，均能夠發(fā)生氧腐蝕。兩種腐蝕形式均是金屬在含氧的腐蝕介質(zhì)下的一種電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，但是腐蝕產(chǎn)物不同。運(yùn)行氧腐蝕的過程如下[2]：

在機(jī)組停用時(shí)，由于保護(hù)不慎，導(dǎo)致潮濕空氣進(jìn)入受熱面，空氣中的水和氧氣共同作用會(huì)產(chǎn)生停用氧腐蝕，其腐蝕的過程如下：

實(shí)際情況中，氧腐蝕的腐蝕形貌大多為潰瘍或者小孔型的局部腐蝕，腐蝕產(chǎn)物包括黃褐色的鐵銹、黑色的四氧化三鐵、磚紅色的氫氧化鐵等。該腐蝕經(jīng)常發(fā)生于省煤器進(jìn)口或者給水系統(tǒng)，導(dǎo)致金屬強(qiáng)度嚴(yán)重下降。

2.2 亞硝酸鹽腐蝕

亞硝酸鹽腐蝕是水冷壁爐水中的亞硝酸鹽，在溫度超過320℃時(shí)，亞硝酸鹽便開始分解，分解產(chǎn)生十分活躍的新生態(tài)氧，易于水冷壁內(nèi)表面發(fā)生反應(yīng)，生成高價(jià)氧化鐵，使水冷壁、省煤器在壁溫在該溫度附近的部位產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。亞硝酸鹽腐蝕實(shí)際上是氧和鐵發(fā)生反應(yīng)，因此亞硝酸鹽腐蝕的特征與氧腐蝕類似。但其產(chǎn)物一般是高價(jià)氧化鐵，其顏色呈紅褐色。竇照英在研究亞硝酸鹽對(duì)鍋爐的腐蝕時(shí)發(fā)現(xiàn)：理論上鍋爐水冷壁管很少會(huì)出現(xiàn)氧腐蝕，但是實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)鍋爐從省煤器進(jìn)口到過熱器均有類似氧腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生，并且腐蝕產(chǎn)物均以高價(jià)氧化鐵為主，實(shí)際上這些部位就是發(fā)生了亞硝酸鹽腐蝕[3]。

2.3 酸性腐蝕

金屬材料與酸接觸，發(fā)生腐蝕析出氫氣，也是析氫腐蝕。水中含有鹽酸，或者游離的二氧化碳溶解導(dǎo)致水中PH低于7，都有可能產(chǎn)生析氫腐蝕。析氫腐蝕是以作為去極化離子的一種電化學(xué)腐蝕，該腐蝕常常發(fā)生于給水系統(tǒng)和凝結(jié)水系統(tǒng)，但是在省煤器中也有可能出現(xiàn)該類型的腐蝕，其反應(yīng)如下：

2.4 應(yīng)力腐蝕（SCC）

金屬部件在特定的應(yīng)力條件下，與各種腐蝕共同作用，導(dǎo)致部件在低于其強(qiáng)度極限的條件下脆性斷裂現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕（SCC）。由于腐蝕形式的不同，應(yīng)力腐蝕又可分為陽極溶解型應(yīng)力腐蝕和氫致開裂型應(yīng)力腐蝕，前者是部件在應(yīng)力條件下產(chǎn)生氧腐蝕導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕，后者是部件在特定應(yīng)力條件下產(chǎn)生析氫反應(yīng)所導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕，氫致開裂型應(yīng)力腐蝕又可細(xì)分為硝脆、堿脆、氯脆等。具體分類參照?qǐng)D2.1。

圖2.1應(yīng)力腐蝕的分類

在實(shí)際情況中，應(yīng)力腐蝕在各個(gè)部位都有可能發(fā)生，特別是焊縫處或異徑突變處，如果焊接工藝與熱處理不當(dāng)，焊接材質(zhì)錯(cuò)用，導(dǎo)致焊縫存在殘余焊接應(yīng)力，在使用時(shí)接觸腐蝕性介質(zhì)，極易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。在實(shí)際應(yīng)用中，不銹鋼對(duì)應(yīng)力腐蝕較為敏感，某電廠再熱器18-8型的不銹鋼曾經(jīng)發(fā)生過應(yīng)力腐蝕開裂[4]。

應(yīng)力腐蝕的的外貌形態(tài)具有以下特征[4]：

1) 應(yīng)力腐蝕開裂的斷口，一般不發(fā)生塑性變形，為脆性斷裂；

2) 應(yīng)力腐蝕的裂紋一般較窄，較深，與主應(yīng)力方向垂直；

3) 應(yīng)力腐蝕的裂紋數(shù)量比較少；

4) 應(yīng)力腐蝕斷口一般分為擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)，瞬斷區(qū)一般為延性破壞；

2.5 高溫腐蝕

在高溫下，金屬材料與環(huán)境中的氧、硫、氯、鉀、鈉等元素發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕稱為高溫腐蝕，高溫腐蝕時(shí)常發(fā)生在壁溫較高的煙氣側(cè)水冷壁、屏式過熱器、高溫過熱器、高溫再熱器等部位。高溫腐蝕分為3種類型，硫酸鹽型，硫化物型，氯化物型，腐蝕通常為三種類型的復(fù)合作用所導(dǎo)致[5]。

1) 硫酸鹽型高溫腐蝕：硫酸鹽型高溫腐蝕是煤粉中的一部分堿金屬與煙氣中的反應(yīng)，生成，另一部分被熔融硅酸鹽捕獲，置換出硅酸鹽中的，生成，隨后兩種堿金屬硫酸鹽附著在受熱面管壁上，繼續(xù)吸收，反應(yīng)生成焦硫酸鹽，熔融的焦硫酸鹽與和反應(yīng)生成復(fù)合硫酸鹽，復(fù)合硫酸鹽沉積在管壁表面，降低熔點(diǎn)，隨著溫度升高，復(fù)合硫酸鹽熔融破壞管壁表面的，腐蝕金屬管壁。硫酸鹽型高溫腐蝕通常發(fā)生在550~710℃范圍內(nèi)，在650～700℃范圍內(nèi)的腐蝕最強(qiáng)烈。所以該腐蝕大多發(fā)生在過熱器和再熱器的出口管段及其懸掛件上。

2) 硫化物型高溫腐蝕：硫化物型高溫腐蝕是由黃鐵礦（）造成的，當(dāng)鍋爐中的火焰直接沖刷水冷壁時(shí)，部分未燃盡的煤粉顆粒就附著在了管壁上。受熱分解為單原子硫和，管壁附近和達(dá)到一定濃度時(shí)，也會(huì)生成游離態(tài)原子硫，在還原性氣氛下，游離態(tài)單原子硫可以單獨(dú)存在，當(dāng)壁溫升至350℃，單原子硫可以與鐵發(fā)生反應(yīng)，生成，同時(shí)，還可以透過與中的反應(yīng)生成，最后，上述反應(yīng)生成的逐漸被氧化，生成黑色的與。二氧化硫在催化劑作用下又反應(yīng)生成，對(duì)硫酸鹽型高溫腐蝕還具有促進(jìn)的作用。

3) 氯化物型高溫腐蝕：在爐內(nèi)高溫下，煤粉中的與、、反應(yīng)生成和，同時(shí)附著在管壁上的也會(huì)和反應(yīng)生成，導(dǎo)致附著層中的濃度遠(yuǎn)大于煙氣中的濃度，進(jìn)而對(duì)金屬表面的產(chǎn)生破壞，當(dāng)爐內(nèi)發(fā)生缺氧燃燒的情況，導(dǎo)致爐內(nèi)產(chǎn)生富含和的還原性氣氛時(shí)，該腐蝕程度會(huì)變得更加劇烈[5]。

2.6 低溫腐蝕

低溫腐蝕是受熱面在壁溫較低的條件下，硫酸蒸汽凝結(jié)在受熱面上產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象。煙氣中的與結(jié)合后生成蒸汽，在尾部受熱面，溫度較低，一旦溫度低于酸露點(diǎn)，便凝結(jié)在受熱面上，進(jìn)而對(duì)金屬表面造成腐蝕。可見，低溫腐蝕常常由酸露點(diǎn)的高低來決定，前人經(jīng)過研究總結(jié)出了煙氣中酸露點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式（式2.12）[6]。

式中為酸露點(diǎn)溫度，為煙氣中的水露點(diǎn)溫度，為燃料的折算硫分，為飛灰系數(shù)，燃料折算灰分?？梢?，燃料中硫含量越多，增大，會(huì)顯著提高煙氣中的酸露點(diǎn)溫度，也就是說，硫酸蒸汽更容易達(dá)到酸露點(diǎn)凝結(jié)為硫酸溶液，進(jìn)而發(fā)生腐蝕。陳裝在研究鍋爐低溫腐蝕時(shí)總結(jié)道：燃用高硫煤，酸露點(diǎn)可達(dá)140℃~160℃甚至更高。這樣，一旦受熱面壁溫低于酸露點(diǎn)溫度，低溫腐蝕就形成了[6]。

低溫腐蝕常發(fā)生與省煤器尾段、空預(yù)器等部位。某電廠尾部煙道吹灰器與空預(yù)器也發(fā)生過低溫腐蝕，從圖2.2（a）可以看出吹灰器腐蝕具有明顯的分界線，槍頭部位并沒有受到腐蝕的影響，這是因?yàn)闃岊^部位材質(zhì)比腐蝕部位材質(zhì)具有更高的耐蝕性能。后期將腐蝕部位的材質(zhì)更換為TP316型不銹鋼后，腐蝕現(xiàn)象得到改善。從圖（b）可以看出，低溫腐蝕對(duì)空氣器換熱板產(chǎn)生了大面積的腐蝕，由于換熱板厚度很薄，腐蝕后很快就斷裂掉落。

2.7 晶間腐蝕

晶間腐蝕是一種由金屬內(nèi)部組織化學(xué)成分的差異和內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的局部腐蝕，金屬內(nèi)部組織的差異會(huì)形成微電池，這是晶間腐蝕發(fā)生的根本原因。晶間腐蝕常發(fā)生與奧氏體不銹鋼中，在400~800℃的范圍內(nèi)，組織內(nèi)部的C和Cr會(huì)相互遷移，C在晶粒內(nèi)部的溶解度很小，因此，在高溫驅(qū)動(dòng)下，C向晶界遷移與Cr形成等化合物。資料顯示，Cr元素在晶粒內(nèi)部的遷移速率明顯小于其在晶界附近的遷移速率，因此，晶界附近的鉻與碳形成化合物，而晶粒內(nèi)部依然是分布均勻的含鉻奧氏體組織。晶界與晶粒兩處化學(xué)成分形成差異便導(dǎo)致電位差，從而形成微電池，腐蝕過程便啟動(dòng)了。葛晶等人的研究表明：奧氏體不銹鋼的晶界Cr含量低于11%時(shí)，晶界與晶粒便會(huì)形成小陽極對(duì)大陰極的微電池，發(fā)生嚴(yán)重的晶間腐蝕[7]。

由于晶間腐蝕發(fā)生于組織內(nèi)部，因此，在金屬表面并不會(huì)出現(xiàn)明顯的腐蝕形貌，但是金屬內(nèi)部晶粒之間已經(jīng)喪失了結(jié)合力，材料強(qiáng)度完全喪失，失去金屬材料的基本特征，嚴(yán)重時(shí)輕輕敲打便會(huì)變得粉碎。對(duì)不銹鋼而言，晶間腐蝕是一種危害性很大的腐蝕現(xiàn)象，在不銹鋼其中加入Ti、Nb等固碳元素能夠很好的防止晶間腐蝕的產(chǎn)生，如本電廠高再出口使用的TP347H型不銹鋼，就是在TP304型不銹鋼的基礎(chǔ)上添加了少量的Nb元素，提高其耐蝕性。

2.8 汽水腐蝕

在溫度大于400℃時(shí)，高溫蒸汽與管壁接觸，將會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：

反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氫原子，如果反應(yīng)產(chǎn)生的氫原子不能很快被氣流帶走。便結(jié)合成氫氣，氫氣分子直徑小，可以向金屬內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)散。與金屬內(nèi)部組織中的滲碳體中的碳發(fā)生反應(yīng)生成甲烷：

這一系列的反應(yīng)會(huì)使材料表面脫碳，降低鋼材表面強(qiáng)度，產(chǎn)生的甲烷氣體積聚在鋼材內(nèi)部，不但會(huì)造成很大的內(nèi)應(yīng)力，還會(huì)形成微裂紋，進(jìn)而造成脆性破壞。在汽水流通不良，溫度較高容易使蒸汽過熱的部位更容易發(fā)生汽水腐蝕。鍋爐中，汽水腐蝕常常發(fā)生于過熱器[4]。

2.9 電偶腐蝕

電偶腐蝕是兩種不同的金屬或者化合物相互接觸，或者同時(shí)浸在導(dǎo)電性水溶液之間時(shí)，由于兩者電位不同，存在電位差驅(qū)使電子流動(dòng)，進(jìn)而形成腐蝕電池造成的腐蝕現(xiàn)象。其中陽極腐蝕速度加快，陰極不會(huì)腐蝕。電偶腐蝕的根本原因是兩者腐蝕電位的差異，腐蝕電位低的成為陽極被腐蝕。對(duì)鍋爐進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，因控制不當(dāng)造成的管壁表面積銅，或者管壁不平整導(dǎo)致結(jié)垢，均能導(dǎo)致電偶腐蝕。

3 減少受熱面腐蝕措施

火電廠受熱面腐蝕現(xiàn)象是十分普遍的，從形式上來說，腐蝕與金屬的使用條件在實(shí)際情況下，發(fā)生腐蝕往往多種因素復(fù)合的結(jié)果，因此，腐蝕的防控需要從多方面著手。

1. 嚴(yán)格將爐水中去極化劑和、腐蝕性陰離子等的含量控制在合理范圍內(nèi)，做好水質(zhì)凈化，給水除氧等措施。

2. 防止出現(xiàn)超溫的情況，金屬的使用部位與溫度是相互匹配的，超溫使金屬組織產(chǎn)生改變，降低其耐腐蝕性能。

3. 控制爐內(nèi)燃燒條件，在爐內(nèi)供給充足的氧氣，使燃料充分燃燒，同時(shí)，盡量使煤粉少?zèng)_刷管壁。

4. 控制燃料的質(zhì)量，各受熱面的腐蝕均與燃料質(zhì)量和燃燒條件緊密相關(guān)。燃料的硫分，灰分等指標(biāo)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，嚴(yán)格控制在合理范圍內(nèi)。

5. 加強(qiáng)火電廠金屬監(jiān)督，眾所周知，腐蝕現(xiàn)象不能杜絕，因此，加強(qiáng)對(duì)受熱面各部位金屬的金屬監(jiān)督工作，一旦發(fā)生腐蝕，分析原因并提出解決方案，防止腐蝕帶來的損失。

6. 使用金屬的材質(zhì)必須正確。選用合適的金屬材料，在各種化學(xué)成分中，、、、等元素均能提高鋼材的耐蝕性，使用時(shí)應(yīng)從經(jīng)濟(jì)和性能兩方面綜合考慮。

7. 最后是采取具有針對(duì)性的防治措施，采取特定的防治方案，比如為防止停用時(shí)的氧腐蝕，某電廠采取了開門抽真空，并降低停爐過程中的溫降速度的方法[8]；為了防止水冷壁高溫腐蝕，某電廠完成了尾部煙井和預(yù)熱器的漏風(fēng)改造[5]。再比如本廠和當(dāng)前較多電廠在水冷壁表面采用等離子噴涂高鉻材料的技術(shù)等等。

4 結(jié)束語

火力發(fā)電廠受熱面腐蝕因素很多，腐蝕無時(shí)不刻不在發(fā)生，金屬腐蝕是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果，要綜合考慮各個(gè)因素，突出主因，找出問題關(guān)鍵，做好有針對(duì)性的預(yù)防措施，減少受熱面腐蝕速度，延長設(shè)備使用壽命，杜絕事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 李茂東，趙軍明，杜玉輝.高參數(shù)鍋爐的腐蝕與預(yù)防[J].中國鍋爐壓力容器安全，2004，04:55-57

[2] 蔣國新.鍋爐省煤器內(nèi)壁氧腐蝕原因分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，19:30

[3] 竇照英.亞硝酸鹽在高參數(shù)鍋爐中的分解過程及其引起的腐蝕 [J].華北電力技術(shù)，1975，02:18-24

[4] 劉世念，蘇偉，張波等.火力發(fā)電廠設(shè)備腐蝕與防護(hù)技術(shù)[M].中國電力出版社，2015.1:10

[5] 張翔，邵國楨.大型鍋爐水冷壁高溫腐蝕探討[J].鍋爐技術(shù)，2008，08:9-13

[6] 陳裝.鍋爐低溫腐蝕的因素分析及其防護(hù)措施[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009，10:49-50

[7] 葛晶，任中育.奧氏體不銹鋼晶間腐蝕原因分析和對(duì)策[J].四川化工，2015，05:28-30

[8] 程玉貴，閆洪勇，高繼錄，張守恒.800MW機(jī)組低溫再熱器內(nèi)壁腐蝕原因分析及治理[J].東北電力技術(shù)，2013，03:41-44