锅炉“带病运行”,潜在的危害巨大,影响着安全生产,因此要做好严格把控。从运行管理的角度来说,必须要消除潜在的各种危害与风险,保障锅炉安全稳定运行。其中,腐蚀问题为主要管理目标,需深度分析腐蚀产生的原因,提出优化与改进的措施,切实保障火电厂安全生产。
1 火电厂锅炉腐蚀实例分析
1.1案例概述
以某锅炉为例,属于超高压、储仓式煤粉炉。从运行的情况来说,经历了多次的大修。在201X年10月24日,此锅炉水冷壁发生爆管事故,具体位置为后墙标高29m水冷壁折焰角扩建端向固定端数#37管。从管的情况来说,爆口面向炉内,管径没有显著涨粗情况,爆口呈现窗口状,上下分布裂纹。从外壁看为长条形,没有塑性变形,属于脆性断裂断口形貌;从内壁的情况来看,爆口和两端裂纹所对应的内壁位置存在腐蚀坑,腐蚀坑最长位置235mm,最宽位置45mm,爆口位置因为腐蚀而管壁厚度显著减薄,最薄位置3mm。现结合腐蚀问题的检验分析,进行具体分析。
1.2 取样检验
若想有效解决腐蚀问题,必须要做好原因分析,明确腐蚀问题出现的原因。本次检验分析,主要方法如下:1)金相检验。锅炉的金相组织为珠光体+铁素体,晶粒度大约为7-8级,为带状组织。在采样操作方面,取样位置剩余壁厚最小值大约为2.8mm。从内壁的情况来说,分布很多晶间裂纹,经向深度平均为0.8-1.3mm。2)腐蚀产物。经过X射线检查发现,晶态物质为Fe3O4氧化物,磁性比较强。3)垢样分析。采样的表面都含有一定的氯,其中小样品含氯量中原子百分比为14.3%。4)超声波检验。采取超声波检查技术,对218根水冷壁管进行检查,发现30根存在缺陷,缺陷比例为13.76%。
1.3 腐蚀原因
锅炉爆管失效的出现,主要是其处于某个非稳定运行状态,例如冷态启动,水pH值小于7.5,锅炉设备蒸发受热面的表面膜发生局部溶解破坏,钢铁表面在活性溶解状态下出现腐蚀问题。或者设备保护不当等,也会使得保护膜被破坏,进而引发腐蚀问题。若几个腐蚀同时发生,腐蚀出现了相互作用,最终加速腐蚀。通过X射线检查分析得出,腐蚀产物中含有很多氯原子组分,百分比达到14.3%,意味着凝结水中漏入了生水。在特定的情况下,金属盐和水发生作用,经过水解生成盐酸,使得水垢下聚积大量的H+离子,同时使得局部区域pH值降低,出现水对金属的酸性腐蚀。除此之外,因为腐蚀附着物的存在,使得水循环受到影响,壁面超温最终引发析氢反应。综合分析,此锅炉后墙水冷壁爆管出现的原因,主要为酸性腐蚀造成的氢脆爆管。问题出现的原因整理如下:1)长时间停炉却没有采取防护措施,使得炉管溃疡腐蚀并且破坏炉管的金属保护层。2)水冷壁积垢很多,引起壁温超标以及水局部浓缩。3)凝汽器运行存在问题,使得水品质不佳,最终引发酸性腐蚀。
1.4 采取的措施
对于水冷壁腐蚀问题的存在,将会影响锅炉的安全与稳定性,因此必须要做好有效处理。实践中要尽量减少锅炉设备的启停次数,并且加强停运期间的设备保护工作。与此同时,要进行除垢处理,减少炉管的积垢。除此之外,切实保证凝汽器系统运行的稳定性,避免氢腐蚀问题的发生[1]。
2 火电厂锅炉腐蚀的原因总结
2.1 低温腐蚀
火电厂锅炉腐蚀的原因很多,很多与设备因素有关。例如,锅炉尾部低温段受热面的腐蚀与堵灰问题较为常见。因为烟气露点提高,出现受热面金属壁温小于烟气酸露点温度的情况,进而造成锅炉的低温受热面温度小于露点以下的部分出现硫酸蒸汽凝结,最终造成锅炉设备受热面金属的腐蚀和破坏,造成硫酸腐蚀与堵灰[2]。
2.2 高温腐蚀
从高温腐蚀问题的产生分析,主要原因如下:1)燃煤类型很多,部分煤硫分过高超过2%。2)锅炉内部燃烧初期缺氧。由于炭烧不足,加剧了炉膛喷燃器高度区域的缺氧问题。3)一二次风气流偏转。4)其他问题。若想有效处理火电厂锅炉腐蚀隐患与问题,必须要结合腐蚀的原因,采取针对性处理措施,切实保障锅炉腐蚀隐患与问题得到处理,保障锅炉运行的安全性与效益[3]。
3 火电厂锅炉腐蚀的策略
3.1 低温腐蚀的处理措施
从火电厂锅炉腐蚀的原因分析,对于低温腐蚀,要有效减少SO3的生成。若烟气中的SO3比较少,那么烟气露点温度以及硫酸在低温受热面的凝结率也会随之降低,并且可以减轻腐蚀问题。不过影响SO3含量的因素很多,需要结合具体情况进行分析,采取针对性的控制措施,例如控制燃料的品质等。与此同时,还需要增加空预器管壁的温度,使得壁温度高于烟气露点。在进行运行优化时,既需要关注到腐蚀问题,也需要关注到运行的经济性。若锅炉排烟温度过高,那么机组运行效率将会降低,因此要做好相应的控制。结合锅炉运行实际情况,做好全面分析,提出优化火电厂锅炉运行管理的措施,有效解决腐蚀问题[4]。
3.2 高温腐蚀的处理措施
结合火电厂锅炉腐蚀原因分析,要求严格控制燃料的质量。在采购环节要求按照火电厂锅炉燃料使用标准和需求,来选择品质达标的材料,保障燃烧的效果,减少含硫量。通过提升燃料的品质,消除对锅炉运行安全的影响。与此同时,还要积极调整锅炉内部空气动力厂,增加燃烧的氧气量,有效减少还原气氛,避免火焰冲墙[5]。对制粉系统运行工况进行优化,做好运行效益的控制。做好锅炉设备情况的调查,掌握存在的问题,例如风喷口等,进行设备的改造,消除对火电厂锅炉运行的不良影响。除此之外,还需要控制煤粉细度,提高炉水品质,最大程度上消除对火电厂锅炉的影响,保障锅炉安全稳定运行。日常的管理工作中,对火电厂锅炉腐蚀问题进行全面检查与分析,及时消除问题,避免出现严重的腐蚀问题[6]。
4 结语:
综上所述,火电厂锅炉腐蚀的原因众多,同设备因素与运行环境因素等,有着很大的关系,必须要做好有效控制。通过分析火电厂锅炉腐蚀的原因,采取针对性的应对措施,消除潜在的隐患与问题,切实保障锅炉安全稳定运行。文中结合实例,对火电厂锅炉腐蚀问题及处理进行分析,提出腐蚀问题的应对与防范措施。
参考文献:
[1]张永胜,魏辉,何俊富,赵华,崔永.火电厂锅炉腐蚀的原因及对策[J].化工管理,2021(20):141-142.
[2]赵海鹏.火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护[J].科技风,2020(16):190+193.
[3]蒙殿武,张建堂,沈楠,胡学飞,陆雨,杜晓东.新型超音速电弧喷涂锅炉水冷壁防护涂层[J].金属热处理,2020,45(04):183-187.
[4]戴昕.火电厂锅炉腐蚀原因及防范措施[J].数码世界,2020(03):288.
[5]杨亮.火电厂燃煤锅炉尾部受热面低温腐蚀的防治[J].电工技术,2019(04):104-105.
[6]陶向前.某火电厂锅炉水冷壁氢脆爆管原因分析[J].科技视界,2018(35):208-209.