火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护研究

火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀及防护研究

王要胜

重庆大唐国际石柱发电有限责任公司 重庆 409199

摘要：现在的社会发展过程中，人们日常生产生活对于电力能源的需求越来越大，火力发电厂的供电负荷越来越重。面对这样的现实状况，火电厂必须不断增加其锅炉的容量以满足不断扩大的电力生产需求。现如今的火电厂运行生产过程中，锅炉水冷壁高温腐蚀成为普遍存在的问题，严重阻碍火电厂安全生产。因此，火电厂要积极探索，针对高温腐蚀产生的具体原因，制定科学合理的解决措施。

关键词：火电厂；锅炉；水冷壁；高温腐蚀；解决措施

引言：

近几年来，随着火电厂生产需求的不断提高，锅炉作为火力发电厂的重要机组之一，它的安全性和稳定性对电力生产的影响至关重要。现在锅炉水冷壁的温度不断提高，同时由于锅炉水冷壁管具有数量多和面积大的特点，极易引发锅炉水冷壁高温腐蚀现象，严重影响锅炉机组的安全运行，成为火力发电厂生产过程中的中主要安全隐患之一。据统计，我国大部分火电厂都存在锅炉水冷壁高温腐蚀现象，成为阻碍火电厂安全运行重要影响因素。因此，未来该如何针对性解决锅炉水冷壁高温腐蚀问题，保障火电厂的安全有效运行，是我们需要不断努力的方向。

一、锅炉水冷壁高温腐蚀的重要影响

（一）增加突发性爆管事故发生几率，影响企业效益

火电厂进行电力能源供应需要通过锅炉进行煤炭的燃烧，燃烧过程中，产生的灰分会持续磨损内管的表面，逐渐削减管的厚度和强度，如果再受到高温的冲击，会增加突发性爆管事故的发生几率，为火电厂的生产运营带来极大的安全隐患。另外，万一发生爆管事故，将会导致锅炉无法正常工作，需要安排专门的技术人员进行维修，不但会加大火电厂的运营成本，还会影响火电厂的工作效率。

（二）长期腐蚀导致水冷壁管变薄，影响锅炉安全运行

 根据调查结果显示，火电厂锅炉水冷壁管如果受到长期的高温腐蚀，管的厚度每年会减少一毫米左右，如果腐蚀严重的话，每年厚度减少可能达到6毫米左右。一旦出现这样的情况，不但增加了火电厂临时性检修和大修的工作量，还会对火电厂的安全生产构成威胁，处理不当，极有可能造成不可估量的人身和财产损失。

二、火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀类型

火电厂在运营过程中的高温腐蚀在锅炉水冷壁、过热器及再热器区域都会出现，其中以水冷壁区域最为常见。在管壁温度达到一定数值的时候，水冷壁的附着物在还原性气氛中发生反应就容易产生水冷壁管外腐蚀的情况。目前常见的高温腐蚀类型主要有三种，水冷壁高温腐蚀一般下面几种腐蚀类型复合作用的结果。

1. 硫酸盐型高温腐蚀

2. 氯化物型

3. 硫化物型

三、火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀的原因

（一）不合格煤炭加速锅炉水冷壁的高温腐蚀

我国部分火力发电厂使用的锅炉燃烧煤炭都是价格低廉的不合格煤炭，这些不合格煤炭含硫量非常高，而且遇火极易燃烧，且有爆炸的风险。因此，这些煤炭在火电厂锅炉中进行燃烧的时候产生的硫化物极易附着在锅炉水冷壁上，产生高温腐蚀的现象。煤炭中的硫和硫化物的危害性特别大，它们是高温腐蚀滋生的温床。同时，煤炭如果没有完全燃烧会产生一定量的还原性气体，成为高温腐蚀发生的催化剂。由此可见，不合格的煤炭和煤炭的不完全燃烧状态都极易引发火电厂锅炉水冷壁的高温腐蚀。

（二）锅炉燃烧是产生的高温冲刷

锅炉燃烧的过程中，煤炭燃烧产生的高温火焰，不断碰撞锅炉水冷壁管内壁，加快了锅炉水冷壁管高温腐蚀的速度。在未完全燃烧的煤粉对水冷壁的附着和高温下快速分解的硫酸盐的双重作用下，极速加剧了腐蚀速度。同时需要引起注意的一点是：锅炉水冷壁管的壁管局部温度过高，尤其时达到350℃的强烈腐蚀温度，更加容易引发高温腐蚀。

（三）运行水平受多方面因素影响加剧腐蚀速度

火电厂在运行过程中，受到长度、阻力、煤质等因素的影响，会出现不均匀煤粉的现象，这就容易引发下风管堵塞^[1]。另外，如果二次配风效果不佳，也会导致燃烧不合理的情况，加剧腐蚀发生的速度。另外，煤炭燃烧情况不理想、配风方式不正确都会导致锅炉水冷壁附近的煤粉快速燃烧，这样，水冷壁温度升高，产生的还原性气体致使腐蚀层加厚，加快锅炉水冷壁高温腐蚀的速度。

四、火电厂锅炉水冷壁高温腐蚀的解决措施

（一）对燃料进行严格把控

火力发电厂必须对生产过程中使用的燃料进行严格把关，对于一些重要指标必须严格把控，比如：低位发热量、灰粉、含硫量等，做到最大限度的减少贫煤、高硫煤进入厂内。在对煤炭等燃料进行使用之前以及燃烧的过程中，有效利用输煤皮带进行石灰石的传输及脱硫处理，做好燃料的除硫工作。另外，在火电厂条件允许的情况下，尽量引进低硫煤，煤质含硫量≤1%为最佳，这样可以从根源上避免高温腐蚀现象的发生^[2]。

（二）安排专门的技术人员定期对设备进行检修

火电厂运行进行电力资源供应的时候，会应用到各类设备，包括：燃烧设备、制粉设备、烟风系统和吹灰系统等，火电厂要安排专门的技术人员定期对各系统设备进行维护检修，有效保障各个设备正常运行，尽量避免因为设备故障导致出现燃烧偏斜、吹灰不正常等现象，从而加重锅炉水冷壁的高温腐蚀。

（三）科学合理的技术优化

在火电厂的运营过程中，技术要领占据举足轻重的位置，因此，要注重科学合理的进行技术优化。锅炉水冷壁高温腐蚀的技术优化，主要是通过对煤粉的细度、配风方式以及两次进风入手角度的合理性进行合理优化，促使锅炉对各种煤炭都能够进行适配，同时，如果负荷相对较低，可以将上层的二次风挡板的开闭度进行有效调整，为下层提供足够的氧气^[3]。通过对设备进行科学合理的优化，不但能够最大限度减少还原性气体，同时避免锅炉水冷壁受到高温腐蚀的影响。

五、结束语

现如今的发展形式，影响火电厂锅炉安全运行的众多元素之一就是锅炉水冷壁高温腐蚀，现在这个问题在我国火电厂已经普遍存在，必须引起我们足够的重视。在面对如何解决锅炉水冷壁高温腐蚀问题时，我们应该结合高温腐蚀类型和高温腐蚀发生的原因，积极探索，科学合理的制定有针对性的解决方案，进而有效减少或者避免锅炉水冷壁受热面高温腐蚀问题的发生，保障火电厂的安全运行，为国家和人民的电源供应保驾护航。

参考文献：

[1]姜磊,李赫男.超超临界对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀分析及预防[J].特种设备安全技术,2019(5).

[2]徐洪,熊小鹤,刘兴,等.电站锅炉水冷壁高温腐蚀成因与对策研究[J].洁净煤技术,2019,25(02):146-150.

[3]任亚飞,熊武.340MW机组锅炉水冷壁高温腐蚀原因分析及治理[J].神华科技, 2019,017(009):57-60.