高溫腐蝕現象在貧煤鍋爐上較為常見,其腐蝕速率有的高達0.2μm/h以上,對腐蝕較嚴重的管子,電廠只能借助停機機會進行更換,不僅增加了電廠的檢修成本,而且影響了鍋爐運行的安全性。電站鍋爐高溫腐蝕的類型主要分為硫酸鹽型高溫腐蝕和硫化物型高溫腐蝕。
硫酸鹽型高溫腐蝕;硫酸鹽型腐蝕是在沾污積灰基礎上,加上煙氣中有S03及燃料中存在著不少鈉、鉀化合物而產生的。在高溫下硫化鹽熔化,進一步氧化而使金屬產生損耗,不斷使管壁受到腐蝕。
硫化物型高溫腐蝕;當管壁附近氧量不夠,存在還原性氣氛并出現有H2S氣體時,就會產生硫化物腐蝕。
電站高溫鍋爐腐蝕的原因有以下幾種
1、煤質原因;
煤粉含硫量較高,這為高溫腐蝕的產生提供了條件。對于部分揮發份低、灰分高的難燃煤,其著火燃燒推遲。在水冷壁附近未燃盡的煤粉增多,形成還原性氣氛,也為高溫腐蝕的產生提供了條件。
2、水冷壁管壁溫度較高;
對于貧煤機組來說,鍋爐的斷面熱負荷和容積熱負荷都相對較大,這也為水冷壁管壁的高溫提供了條件。有關資料表明,在300~ 500℃的范圍內,管壁外表面溫度每升高50℃,腐蝕程度將會增加1倍。
3、運行原因
主要包括煤粉細度偏大,運行氧量值偏小,一次風速偏高,爐膛內各層風量分配不均,與AGC(自動發電控制)運行方式等因素有關。
電站鍋爐高溫腐蝕的防范措施
對于電站鍋爐采取的高溫防腐防護措施主要從該工況的高溫腐蝕原因入手,從整個電站鍋爐的材質、燃料、設備運行等進行嚴格管控。比如,進行煤質管理,定期進行設備維護,調整設備裝置改變風向,對材料進行噴涂處理等等。
對高溫腐蝕區域的材料進行噴涂防腐涂料處理,這雖非治本的辦法,但也可在一定程度上減緩腐蝕速率。從目前掌握的情況來看,防腐涂料的壽命可維持在一個大修周期,因此,這也不失為一個好的措施。現針對整個電力鍋爐系統的各區域工況推薦以下高溫防腐蝕、高溫耐磨、高溫防氧化等防護涂料。
ZM99-01A05耐高溫防腐涂料;耐溫800℃,該涂料基料中含有大量OH活性基團,它與填料中的活性組分及鋼鐵活性表面快速反應,生成三維結構的無機聚合物,將涂層與鋼鐵基體連成一體,形成具有電化學保護和物理屏蔽作用的耐熱防腐涂層,特別適用于工作在高溫,腐蝕環境下的鋼鐵結構的長效防護。
ZM99-01A07無機耐高溫防腐涂料;耐溫1200~1700℃,該涂料為鍋爐金屬管壁表面罩上了一層防腐蝕、防沖刷的“外衣”,即耐高溫耐磨涂層。目前,廣泛應用于火力發電廠鍋爐中的受熱面金屬管壁,也適用于石化煉油廠的加熱爐爐管管壁。經這種涂料涂刷的金屬爐管,其表面帶有一層氧化膜,與管壁結合牢固,涂層具有良好的抗熱沖擊能力,并具有較高的耐磨性、耐腐蝕性,且不會給爐管造成任何損害,并顯著延長了爐管的使用壽命。該涂料施工方便,屬水溶性無毒、無味環保型涂料。
ZM99-01A12高溫節能遠紅外陶瓷涂料;工業窯爐、爐膛、鍋爐,通常燃燒工作溫度在1000℃以上的高溫,爐體結構材料主要是各種耐火材料如高磚、粘土磚、澆注料、陶瓷纖維等,它們既是爐體的結構材料,又是耐磨抗沖刷材料,還參與輻射熱交換過程,它們的熱輻射性能和保溫性能決定了窯爐的熱效率,傳統保溫材料很難達到牢固結構性、和高輻射性要求。通過該涂料涂刷來增加紅外輻射率,改善爐內熱交換、提高爐膛內溫度場強及均勻性、使燃料燃燒更充分,大大提高耐火材料熱效率,減少能耗、節約能源和延長爐體內襯使用年限。
ZM99-01A13煙氣管道防腐涂料;耐熱800℃,采用IPN技術,用含硅無機聚合物對有機聚合物改性得到交替排列組成的多嵌段共聚物,使涂層表面呈現低的表面能和超低的摩擦系數,有效防止焦油附著。采用納米微粉、陶瓷微珠、碳化硅、氮化硼、細晶氧化鋁、超細氧化鋅、氧化鈦,以及利用特殊工藝制造的金屬粉,制成金屬陶瓷功能填料提高涂層的耐磨、防腐蝕性能。使用無機纖維,增強涂層的抗沖擊性。
ZM99-01A24高溫耐磨耐蝕陶瓷涂料;以無機聚合物為主的互穿網絡聚合物作為成膜物質。添加多種組分組成的陶瓷功能填料,相互協同賦予了涂層耐磨、耐熱和防腐性能,并且增強了涂層附著力,克服了因涂料固化體積收縮而產生的內應力。