3.2 腐蚀
3.2.1 水冷壁管外壁高温腐蚀
高温腐蚀发生的部位主要是高温高压锅炉热负荷高的区域,也就是喷燃器附近。产生腐蚀的原因主要是煤中含硫。
而减轻水冷壁管外壁高温腐蚀的方法主要是设法不产生能腐蚀管壁金属的产物或防止发生腐蚀作用的状态产生。这可用下列措施来得到:首先应从改善燃烧着手,煤粉颗粒要细,火焰不直接冲刷管壁,过量空气系数不宜过小。有时为了使炉膛贴壁处有一层氧化性气膜,以冲淡烟气中SO3浓度,使结积层中分解出来的SO3向外而不向内扩散,甚至特意加入一股空气来保护水冷壁。此外应控制炉管壁温,这主要由蒸汽参数所决定,但管内结垢与炉膛受热面热负荷局部过高亦会引起炉膛管壁温度过高,使腐蚀区加大,加速腐蚀。
3.2.2 水冷壁内壁腐蚀
当水冷壁管内有沉积物时(垢或水渣),在这些沉积物下面会引起水冷壁腐蚀,这种腐蚀称为酸、碱腐蚀。这是因为炉水中的酸性、碱性盐类破坏了金属保护膜的缘故。
在正常运行的条件下,水冷壁管内壁常覆盖着一层Fe3O4的保护膜,它具有良好的保护性能,使水冷壁免受腐蚀。但如果炉水pH值超标时,就会使保护膜遭到破坏。当pH值为9~10时,水冷壁管腐蚀速度最小,此时保护膜稳定性高。PH值过高或过低都会使腐蚀速度加快。当pH值过高时,易发生碱性腐蚀。pH值过低时,易发生酸性腐蚀。所以在正常运行条件下,要求炉水pH值保持在9~10的范围内。
当炉水中含有游离的氢氧化钠时,就会使炉水中的pH值升高,引起碱性腐蚀。凝汽器漏泄会将冷却水中的MgCI2、CaCI2带入锅炉,在炉水中生成盐酸,引起水冷壁管的酸性腐蚀。
为防止水冷壁管的垢下腐蚀,首要的任务是加强化学监督提高给水品质。尽量减少给水中的铜、铁含量,降低给水的碳酸盐碱度,减少炉水中游离的氢氧化钠。为此,必须防止凝汽器漏泄。此外,还必须保持锅炉良好运行方式,保证连续排污、定期排污的正常运行,控制炉膛局部热负荷不要过高,过于新投运和运行一段时间后的锅炉,应按规定进行化学清洗等。
3.2.3 膨胀受阻
水冷壁因膨胀受阻而拉裂的现象时有发生,被拉裂的重点部位是炉膛四角和喷燃器附近,尤以直流喷燃器更为突出。被拉裂造成漏泄的具体部位,多数是大滑板与水冷壁管焊接处,该处的焊点大部分是由于安装时焊接质量不高,加之运行中大滑板与水冷壁膨胀不一致,经多次启停炉后,就从焊点处拉裂漏泄。
4 过热器、再热器漏泄原因及防止措施
过热器分辐射、半辐射和对流三种形式,而再热器多为对流式。由于过热器、再热器的工作条件和漏泄原因比较相近,故将两者放在一起来分析讨论。引起过热器漏泄的原因主要是超温,磨损和腐蚀引起的漏泄现象也时而有之。
4.1 超温
在过热器的临修中,超温爆管占的次数最多,超温的原因归结起来有以下三个方面:烟气侧温度高;工质侧流速低和管材的耐热强度不够。出现以上三种情况的原因有:
(1)火焰中心上移
造成火焰中心上移的原因特别多,如锅炉机组的漏风(炉底、燃烧器区域、空气预热器漏风、制粉系统漏风等)、燃烧调整不当、煤质变差、煤粉变粗、空气动力场偏斜、炉膛结焦、高加未投等都会造成火焰中心上移,炉膛出口烟温升高,飞灰含碳量增加,由此带来的过热器、再热器超温,并使烟气通过的各部位磨损加剧,排烟温度升高。所以控制火焰中心,对锅炉安全经济运行具有十分重要的意义。
(2)锅炉启动和低负荷时,因工质质量流速偏低,如果操作不当容易引起超温爆管,尤其是屏式过热器。
(3)热偏差
在过热器工作过程中,由于烟气侧各种因素的影响,各平行管中工质的吸热量是不同的,这种平行管列工质焓增不均匀的现象称为热偏差。过热器的热偏差决定于管子的热力特性、水力特性和结构特性。
在现代大型锅炉中,由于锅炉尺寸很大,烟温分布不易均匀,炉膛出口处的烟温偏差200℃~300℃,而蒸汽在过热器中的焓增又很大,致使个别管圈的汽温偏差可达50℃~70℃,严重时达100℃~150℃以上。
为了减小过热器的热偏差,可以将过热器受热面分成几级,并在各级之间用中间集箱进行充分的混合。因为在同样热偏差的情况下,分级以后,由于每一级中工质的平均焓增减小,而使焓增偏差的绝对值减小,因而使热偏差的影响减小。将过热器分级后,在蒸汽过热的过程中,随着蒸汽温度增加,其比热容不断下降,因而在最末级过热器中,工质的比热容最小,使得在同样热偏差的条件其温度偏差最大,而最末级过热器的工质温度又最高,工作条件最差,因而末级过热器的焓增更要小些,这样对减小末级过热器汽温调节的惯性也有好处。
(4)设计安装不当
设计和安装的质量对过热器的超温有相当大的影响,尤其是设计。表现为以下几个方面:
①同屏管数设计过多
同屏管数设计过多,会使热偏差增大,这种热偏差的产生是由吸热不均和流量不均所致。
②质量流速偏低
质量流速偏低是引起过热器爆管的重要原因之一。当现场发现这一故障源时,一般都采取割掉部分管段的办法来提高工质流速,也有个别电厂采取提高材质的办法来弥补。