摘要：贫煤锅炉上经常会出现高温腐蚀的情况，其腐蚀速率有的高达0．2um／h以上，一些管子腐蚀的比较严重，电厂只能停机更换，这种情况下电厂的维修成本大大增加，同时也会影响到锅炉整体安全性。
关键词：锅炉；高温腐蚀；原因
近10年来，随着大容量、高参数的600MW及1000MW火电机组相继投产，电站锅炉事故日趋增多。受热面管的高温腐蚀造成机组的非计划停运，对电厂的安全、可靠、经济运行威胁极大。
一、电站锅炉高温腐蚀的原因
1.1煤质原因
（1）近几年煤炭资源供应的越来越紧张，电厂若正常的运转，就会影响到燃煤的品质，在选择的过程中比较被动，一些燃煤含硫量比较高，这在一定程度上也会为高温腐蚀提供更多的条件。
（2）有一部分煤，难以燃烧，而且挥发分比较低，在水冷壁的附近没有点燃的煤粉，逐渐增多，进而形成了还原性的气氛，这在一定程度上，也为高温腐蚀提供了条件。
1.2水冷壁管壁温度较高
在机组容量不断增大的过程中，（多在300MW以上），温度和压力也会随之增高，水冷壁管子的外壁温度也增加了（一般最小在400℃以上），尤其是贫煤机组的锅炉断面热，负荷以及容积热负荷都在增大，这在一定程度上也会增加水冷管壁的温度，
有关资料表明，在300℃~500℃的范围内，也就是说，如果管壁外面的温度增加了50℃左右，那么烟气侧就会更加腐蚀，程度也会增加到原来的一倍左右。
1.3运行原因
（1）相比之下，煤粉的细度偏大，如果使用的是劣质煤，那么为了维持磨煤机的运行，就会增大煤粉的细度，这在一定程度上影响了锅炉的经济性，而且会逐渐影响到炉壁，并在这个附近生成腐蚀性，或者是还原性的气体。
（2）运行氧量值比较少一些电厂的表盘虽然显示的氧量值是一定的，但实际上已经超过了实际氧量值，这会影响到运行人员的调整，炉内的缺氧燃烧可能性将会更大。
（3）一次风速偏高，运行人员在调整的过程中，为了防止堵管，可能会提高风速，这样的话，燃烧将会逐渐靠近水冷壁的区域。但是控制不好的话，可能会推迟着火。
（4）一般情况下，机组使用的都是钢球磨煤机热风送粉，顶部安装了三次风，如果风门开度没有调整合适，那么可能会影响到燃烧区域，导致下半部分缺氧。
（5）每一层的风量分配的不够均匀，炉膛内的燃烧区域将会交替出现氧化气氛和还原性气氛。
（6）涉及到了自动发电控制的运行方式，如果复合指令出现了较大的波动，那就会直接影响到炉内的燃烧，导致风粉配比出现偏离，可能会有大量的煤粉，没有燃烧完，还有一些煤粉会直接粘在水冷壁上，进而造成高温腐蚀
2.4炉内燃烧工况原因
（1）为了确保能够稳定燃烧，一般情况下设计贫煤锅炉的时候直径都会偏大，这样的话，内部的风速也会增大，进而冲蚀水冷壁管。
（2）炉内的空气，动力不足，直接造成了偏烧。
二、锅炉烟气侧高温腐蚀
锅炉受热面管烟气侧的高温腐蚀主要为：硫腐蚀。
2.1硫腐蚀
（1）高温硫化。高温硫化是指硫与金属高温反应而导致的腐蚀，当环境中的氧分压很低而硫分压很高时，此时的环境为还原性氛围，金属会与气体硫和有机碱发生高温硫化反应，金属硫化反应速率比氧化反应快得多，且硫化腐蚀危害更大。
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高温硫化的具体反应式：
煤粉中的FeS2热解出自由的硫原子：FeS2→FeS+S
当炉膛内管壁周围局部出现还原性气氛时，管壁附近的SO2和H2S反应也会生成自由的硫原子：SO2+2H2S→2H2O+3S在还原性气氛下，没有过剩的氧原子时，S将直接与Fe反应，从而使管壁产生腐蚀：Fe+S→FeS。反应不断地进行，管壁就不断发生腐蚀减薄。
（2）混合气氛下的硫化-氧化。在含硫和氧的混合气氛中，金属常受到硫化、氧化、硫化-氧化为主的腐蚀。
在实际工业环境中，经常出现硫和氧混合的情况，进而造成腐蚀，这种腐蚀十分的普遍，但是氧和硫的含量不同，也会产生不同的情况：
（1）如果气氛中的氧，高于氧化物的分解压力，那么就会产生氧化反应，也就是我们所说的氧化物。
（2）如果气氛中的硫，高于硫化分解物的时候，也就会产生硫化反应进而形成硫化物。
三、防止高温腐蚀的措施分析
3.1低氧燃烧
在低氧燃烧的情况下，NOX和SO3的含量都会降低，如果要想降低NOX的含量那么我们还可以降低空气系数，也就是说，如果温度比较高进行低氧燃烧，那么效果就会越好。一般情况下，低氧燃烧也会减少腐蚀的程度，如果处在1.5%的过量，空气环境下，将会严重腐蚀到管壁，管壁内部会出现很多深坑，如果是1.2%的过量空气，那么管壁将不会受到严重的影响，只会出现轻微麻点。
3.2内壁喷丸和外壁喷涂
虽然高温烟气会造成一定的破坏，但是我们可以有效的防止这种情况发生，可以涂一些耐高温耐腐蚀的涂层，针对不锈钢管内壁进行喷丸处理，这样高温水蒸气的氧化速度也会逐渐降低。
在实践的过程中，我们发现，喷丸技术应用在低和金刚中会产生较好的效果，如果把内壁喷丸和外壁喷涂二者结合在一起，那么锅炉的高温受热面到耐腐蚀性以及抗高温能力将会大大的提高。
3.3均匀分布煤粉浓度
在高温受热不均匀，煤粉浓度不均匀的情况下，会产生腐蚀或者是磨损，我们可以采取一定的措施来缓解，煤粉管道的长度可以适当的降低，保持不同，煤粉管道都能处在同一个水平线上。煤粉管道内的气流转弯程度也会影响到腐蚀情况，我们可以在内部设置一个十字形的整流装置，极大的减小了阻力，能够取得较好的效果。
3.4控制煤粉细度
煤粉的粗细程度也会影响到燃烧的情况，如果煤粉颗粒比较粗，那么燃烧的就不够完全，难以燃烧的煤粉将会腐蚀或者是磨损管壁。在实践的过程中，如果合理的控制煤粉细度在28%~34%左右，将会造成严重的外部腐蚀，如果煤粉不均匀将会影响到保温层燃烧器等多种部位。
3.5避免局部温度过高
温度会影响到受热面壁，进而影响到腐蚀程度，实际上运行也会影响到腐蚀程度。我们要控制炉内的热流密度，以及局部最高温度，经常造成腐蚀的，还有燃烧器附近的火焰，这些部位都会出现腐蚀，如果热流密度较大，那么火焰的温度也会比较高。
3.6喷涂空气保护膜
在国外研究出了一种可以在腐蚀区域喷热风的装置，具体的工作原理是，在炉墙和炉管缝隙的地方装置散风管，这个部位有很多的小孔。在小孔内热流会保持一定的静止，之后才会进入炉衬，为了保持周围的管壁不会受到腐蚀，我们可以设置孔穴，以人工的方式来减缓硫腐蚀的速度，形成富氧气氛。
结语：
在研究高温腐蚀产生原理的过程中，我们考虑到了锅炉的设计参数和煤种以及运行的情况，这些都是主要的影响因素。尤其是一些锅炉容易产生高温，相关的技术人员更应该密切的关注这些，解决这些高温腐蚀的问题。
参考文献：
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[2]陈鸿伟。李永华，梁化忠。锅炉高温腐蚀实验研究口].中国电机工程学报，2013，23（1）：167—170.
[3]李敏，丘纪华，向军。等。锅炉水冷壁高温腐蚀运行工况的防腐模拟[J].中国电机工程学报，2012，22（7）：150—154.
作者简介：
董永昌（1984.7）），民族：汉，性别：男，学历：硕士研究生，职称：程师，研究反向：电站锅炉定期检验、监督检验。
论文作者:董永昌,赵加星
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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