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摘要：过热器管、再热器管、水冷壁管和省煤器管是火电厂锅炉锅炉四个有机组成部分。这“四管”在燃煤火电厂中发挥着巨大的作用，是燃煤火电厂不可或缺的一个关键设备。做好火电厂锅炉四管日常检测与维护工作是减少高温腐蚀现象发生的前提基础。由此，本文重点分析了造成燃煤火电厂锅炉四管高温腐蚀的因素，并提出了一些避免锅炉四管发生高温腐蚀现象的建议，以期能够发挥一定作用。
关键词：高温腐蚀；燃煤火电厂；锅炉四管；建议
前言：燃煤火电厂不同于其他类型火电厂，在运行过程中有可能发生高温腐蚀现象，尤其是锅炉“四管”。而一旦发生高温腐蚀现象，无疑会给电厂正常生产与锅炉设备正常运行造成巨大影响。因而非常有必要了解造成燃煤火电厂锅炉四管发生高温腐蚀现象的因素，只有这样才能制定出切实有效的、可操作性强的高温腐蚀防治措施，才能为火电厂锅炉的安全运行提供有力保障。
1.燃煤火电厂锅炉“四管”高温腐蚀因素
1.1硫化物腐蚀
硫化物是造成燃煤火电厂锅炉四管出现高温腐蚀现象的一个主要因素，且因硫化物产生的四管腐蚀现象较多，如硫酸盐腐蚀、二氧化硫与三氧化硫结合生成的硫化物腐蚀等。由硫化物造成的高温腐蚀主要是在锅炉燃烧过程中，燃料中的硫成分与氧气结合产生二氧化硫，其中部分二氧化硫进一步和氧气发生反应生成三氧化硫。在高温条件下，水蒸气与三氧化硫接触转化成带有一定腐蚀性的物质，从而易引发锅炉受热面出现高温腐蚀。
1.2水蒸气腐蚀
高温是火电厂锅炉运行过程中存在的一个必然条件，而这一条件的存在为四管高温腐蚀现象的发生创造了便利的条件。当温度超过500℃时，水蒸气就会与锅炉四管中的碳钢成分发生反应产生氧化物，这种氧化物会对锅炉管壁造成一定负面影响，若管壁长期受这种氧化物影响会逐渐变薄，进而更易发生高温腐蚀。由水蒸气造成的锅炉四管发生高温腐蚀现象属于主要腐蚀，这一过程虽然腐蚀强度不大，但腐蚀较为均匀[1]。对于以不锈钢材质为主的再热器管与过热器管构成的大型电厂锅炉，长期运行于这样环境之下，表面就会产生一层氧化氧化皮，氧化皮达到一定厚度便会脱落造成管道堵塞。一旦管道被堵塞锅炉就会出现蒸汽回流情况，进而加速锅炉四管的高温腐蚀速度，并有可能引发泄露等事故。
1.3垢下腐蚀
垢下腐蚀具有腐蚀速度快、腐蚀后果严重的特点，是导致燃煤火电厂出现锅炉四管发生高温腐蚀现象因素之一。而且，垢下腐蚀现象的出现还会降低锅炉运行有效性，降低电厂生产效率。有关研究认为，垢下腐蚀发生的原因是因为，当锅炉受热面金属表面发生变化时，会产生电位率较高的氧化物，而此时管壁中电位率较低，将电位率较高的视为阴极，电位率较低的视为阳极[2]。当阴、阳极在高热区与氧化铁等物质发生反应时，就会导致锅炉管壁发生高温腐蚀。根据垢下腐蚀发生机理的不同，其可以分为酸性腐蚀和碱性腐蚀，而无论哪种腐蚀都会对锅炉四管造成严重影响。
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2.避免锅炉“四管”发生高温腐蚀的建议
2.1采用抗腐蚀性强的材料
采用抗腐蚀性强的材料来制作燃煤火电厂锅炉四管，可以大大提高四管的耐腐蚀性，降低高温腐蚀发生概率。目前，国外在该领域采用的抗腐蚀性管材主要是复合钢管和合金钢管。虽然这两种管材具有良好的抗腐蚀性，但价格昂贵，且与燃煤火电厂一贯使用的钢材线膨胀系数存在较大差异，在实际应用中有可能因膨胀量的不一样而导致管路变形，甚至断裂泄露[3]。国内采用的大多是渗铝钢管，即采用热浸法将铝深入到钢管内所得到的管材。这种管材抗腐蚀的机理是，当管材处于三氧化硫环境中时，铝元素优先与三氧化硫发生化学反应，在钢管表面形成一层三氧化二铝保护膜，从而防止钢材被高温腐蚀。在硫元素引起的高温腐蚀防治中，渗铝钢管具有较好的抗腐蚀性效果。但其也存在较多的缺点，如施工难度大、成本费用高、对腐蚀类型具有选择性等。在这一方面，我国应加强抗腐蚀性管材的研制。
2.2喷刷耐腐蚀性涂层
在锅炉四管表面喷刷耐腐蚀性涂层是燃煤火电厂锅炉高温腐蚀防治工作经常采用的一种避免方法，且相较其他方法这种方法操作较为简单便捷。但值得注意的是，针对锅炉不同的四个管路，需要采用不同的涂料，这样涂层法才会真正发挥效用。以水冷壁管为例，该壁管表面适宜喷刷的耐腐蚀金属涂料主要有镍铬钛、铝、镍铬、铁铬镍等合金，喷刷涂层基于的原理是将管材中的铁与烟气中含有的腐蚀性气体隔离开来，避免铁因与腐蚀性物质接触而发生锈蚀，进而防止管材腐蚀。
超音速电弧喷涂镍铬钛合金、电弧喷涂镍铬铝锰合金、粉末冷喷镍包铝、喷涂耐火材料等是我国当前采用的几种主要喷涂耐腐蚀合金方法[4]。超音速电弧喷涂镍铬钛合金方法，具有硬度大、粒子喷射速度快、喷涂颗粒细小均匀、厚度可灵活调节、涂层与被喷涂物体表面结合度高等诸多优势，目前已在燃煤火电厂锅炉水冷壁管高温防腐中得到了较好的应用。虽然电弧喷涂法及其他喷涂法无法从根本上解决燃煤火电厂锅炉四管的高温腐蚀问题，但在降低四管高温腐蚀程度，减少高温腐蚀现象发生方面却能够起到良好的缓解作用，同时还能够在一定程度上延长锅炉设备的使用寿命。
2.3合理选择燃煤，加强锅炉运行控制
由于火电厂所用燃煤中含有的硫元素是造成锅炉四管因硫化物、硫酸盐的产生而引发高温腐蚀现象发生，所以燃煤火电厂在锅炉四管高温腐蚀防治工作中，应尽可能选择低硫煤作为锅炉能量转换的燃料，以从根本上降低硫元素对锅炉四管造成高温腐蚀发生的可能性，尤其是水冷壁管。此外，还需要加强对锅炉运行过程的控制与调整，严格把握与控制煤粉细度，以避免锅炉局部热负荷过高，防止因煤粉细度较大而使火焰出现偏斜或冲墙，以及燃料燃烧不充分，增加二氧化碳和硫化物产生，加快四管高温腐蚀速度的情况发生[5]。根据实践所得经验，燃煤火电厂可以采用加贴壁风，即从二次风箱中引出少量的风，使水冷壁管附近形成一层氧化气膜。这层气膜不仅可以阻止气流对壁管的直接冲刷，降低烟气中硫含量，而且可以加快积结层中硫化物的向外扩散，从而有效防止水冷壁管发生高温腐蚀。
总结：综上所述，导致燃煤火电厂锅炉“四管”出现高温腐蚀的因素有很多，所以加强对火电厂锅炉四管高温腐蚀的防治也需要从多方面来同时进行，针对不同因素对不同管路造成高温腐蚀原因和方式的不同，采取恰当的防治措施，尽可能利用现有技术方法将锅炉四管高温腐蚀发生可能性降至最低，为燃煤火电厂的正常平稳运行提供可靠保障。
参考文献
[1]郭巍. 电厂煤粉锅炉水冷壁管爆管分析与防护措施研究[D].华东理工大学,2015.
[2]梅巍. SG-220t锅炉水冷壁爆管机理及预防措施研究[D].华北电力大学（北京）,2011.
[3]张姝. 燃煤电站锅炉用新型Fe/Cr涂层耐高温腐蚀性能和机理的研究[D].山东科技大学,2012.
[4]胡良英. 1004t/h燃煤电站锅炉“四管”爆漏事故分析及对策[J]. 华电技术,2009,05:1-6.
[5]向上. 川渝地区国产670t/h锅炉高温腐蚀研究[D].华北电力大学（河北）,2009.
论文作者:毛高军,何川
论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期
论文发表时间:2016/10/15
标签：锅炉论文; 火电厂论文; 高温论文; 燃煤论文; 发生论文; 硫化物论文; 现象论文; 《电力技术》2016年第5期论文;