戴昕 山西國峰煤電有限責(zé)任公司

引言

1 鍋爐高溫腐蝕的產(chǎn)生的原因

1.1 化學(xué)腐蝕

燃煤鍋爐在燃燒過程中會產(chǎn)生三種具有腐蝕作用的鹽，分別是：硫酸鹽，氯化物和硫化物。從產(chǎn)生的原理上看，硫酸鹽腐蝕主要發(fā)生在鍋爐中的高溫加熱的表面上；而氯化物腐蝕最為嚴(yán)重的部位通常是大型鍋爐燃燒器高溫區(qū)域的水冷壁管上；最后，研究顯示硫化物腐蝕主要發(fā)生在大型鍋爐的水冷壁管上，所以，燃煤鍋爐在其使用過程中的腐蝕通常是這三種鹽類綜合作用的結(jié)果。

相關(guān)文獻(xiàn)研究顯示，我國火電廠內(nèi)燃煤鍋爐水冷壁上的腐蝕原因通常是由氯化物和硫化物導(dǎo)致，同時，燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣中的硫化氫和一氧化碳濃度上升時，會導(dǎo)致腐蝕速率加快。

同時，經(jīng)過查閱相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，鍋爐中的腐蝕情況與鍋爐內(nèi)部的還原性氣氛密不可分，當(dāng)一氧化碳和硫化氫的濃度逐漸上升后，這種腐蝕情況會隨之愈演愈烈。文獻(xiàn)[2]中顯示，腐蝕嚴(yán)重部位的一氧化碳濃度往往較之別的部位更高，另外，考慮到鍋爐內(nèi)部部分區(qū)域空氣不足，從而使得該部位的硫化氫和一氧化碳富集，從而產(chǎn)生硫化腐蝕。

其形成過程可以表述為：當(dāng)鍋爐燃燒的火焰反復(fù)沖擊水冷壁時，由于我國大部分煤礦石之中含有硫化鐵成分，因此，當(dāng)燃燒過程中一些沒有完全燃燒的煤粉會輔佐在鍋爐內(nèi)部，同時，其中含有的硫化鐵成分在高溫情況下會分解為硫原子以及硫化亞鐵，同時，當(dāng)爐膛內(nèi)部溫度在350攝氏度以上時，在爐膛內(nèi)的硫化亞鐵表現(xiàn)出較強(qiáng)的氧化性，從而將管道腐蝕，另外，鍋爐內(nèi)部的還原性氣氛還會使得H2S加快硫化物的腐蝕性，導(dǎo)致管道腐蝕，其化學(xué)反應(yīng)方程可以表示為：

FeO+H2S → FeS+H2O

同時，由于氧化劑的存在，性質(zhì)不穩(wěn)定的FeS還會在爐膛內(nèi)發(fā)生進(jìn)一步的反應(yīng)，生成Fe3O4和SO2，而SO2會在鍋爐內(nèi)部的高溫環(huán)境下進(jìn)一步反應(yīng)生成SO3，從而再次增加了硫化物的含量，從而加劇了腐蝕作用。其化學(xué)反應(yīng)方程可以表示為：

3FeS+5O2 → Fe3O 4 +3SO2

由于SO2向SO3的轉(zhuǎn)化是可逆的，因此爐中的氧氣過多會促進(jìn)可逆反應(yīng)向正向發(fā)展，因此，如果空氣供應(yīng)過多，則爐中的氧含量變得相對較大，鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的SO3更多，因此，可以通過適當(dāng)?shù)囊种蒲鯕夂?，有效降低SO3濃度。

所以，由于我國煤礦的品質(zhì)不高，F(xiàn)eS2含量較高，所以，爐膛內(nèi)部高溫部分通常表現(xiàn)為還原性氣氛，這些都為鍋爐內(nèi)部的硫化物產(chǎn)生創(chuàng)造了極好的條件。

不可否認(rèn)的是，絕大多數(shù)學(xué)生只偏愛自己喜歡的內(nèi)容，選修聲樂這門課的初衷是出于對音樂的喜愛，但由于每個學(xué)生的音樂基礎(chǔ)不同，從小接觸到的音樂元素也有所差異。如果教師依據(jù)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行授課，就不能顧及到所有學(xué)生，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生從最初的喜愛音樂變成敷衍課堂。所以，教師要給出流行的音樂形式，配合當(dāng)代的音樂綜藝視頻進(jìn)行教學(xué)，比如《我愛記歌詞》《中國好聲音》《聲樂大課堂》等。教師可以組織班級活動，把學(xué)生分成不同的音樂小組，模擬綜藝?yán)锩娴挠螒蚧顒?，學(xué)生比賽唱歌、記憶歌詞，而教師作為評分人，師生共同參與，通過活動達(dá)到提高學(xué)生對聲樂感知的教學(xué)效果。

1.2 物理問題

在鍋爐設(shè)備的長期運(yùn)行中，粉煤灰不可避免地會磨損。這引起鍋爐尾部的加熱表面的磨損泄漏的問題。一般來說，在鍋爐運(yùn)行過程中，如果燃料顆粒和灰燼顆粒未完全燃燒的煙道氣進(jìn)入尾部的受熱面，由于顆粒的高速運(yùn)動，它將與受熱面發(fā)生碰撞。受熱面管的表面上的金屬表面逐漸使受熱面的壁變薄，從而引起損壞受熱面管的表面的問題。同時，對加熱表面的管壁的損壞將形成煙氣溫度的偏差，擴(kuò)大影響范圍并影響其他加熱表面的穩(wěn)定性和安全性。

綜上所述，煤礦中的氯元素、硫元素、鉀元素以及鈉元素都是造成鍋爐內(nèi)部發(fā)生腐蝕的根本問題，而鍋爐內(nèi)部的高溫環(huán)境更使得煤粉及其所含有的雜質(zhì)很容易在爐膛內(nèi)部營造出一種還原性氣氛，而這些條件，都為鍋爐內(nèi)部的腐蝕提供了充分條件。

2 火電廠燃煤鍋爐受熱面腐蝕防治與維護(hù)措施

燃煤電廠鍋爐的熱腐蝕導(dǎo)致水冷壁管壁或受熱表面腐蝕區(qū)域的嚴(yán)重腐蝕，從而減小了金屬管壁的有效厚度，從而給設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成威脅，國內(nèi)甚至有運(yùn)行不足一年就因?yàn)楦邷貐^(qū)域嚴(yán)重腐蝕而導(dǎo)致的管壁爆裂案例，從而迫使電廠不得不在計劃外將鍋爐停運(yùn)進(jìn)行檢修更換，嚴(yán)重影響了火電廠的發(fā)電計劃，從而對其經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生嚴(yán)重影響，另外，也影響了大電網(wǎng)的潮流分配。

因此，針對火電廠中燃煤鍋爐受熱面腐蝕的問題，通過梳理和參考相關(guān)文獻(xiàn)資料和總結(jié)日常工作中的經(jīng)驗(yàn)，列舉了以下六條有針對性的防腐和維護(hù)措施，從而有效防范高溫腐蝕現(xiàn)象，提升鍋爐的使用壽命，從而提升其工作穩(wěn)定性與安全性。

2.1 科學(xué)改造鍋爐中的過熱器

根據(jù)以上分析，化學(xué)腐蝕是影響燃煤鍋爐尾部受熱面正常運(yùn)行的關(guān)鍵。為了減輕化學(xué)腐蝕問題，可以對，并將低溫過熱器的溫度升高到露點(diǎn)以上。實(shí)驗(yàn)研究表明，在現(xiàn)有鍋爐系統(tǒng)中增加低溫過熱器可以有效地提高過熱器的溫度（530℃至545℃）。

2.2 實(shí)現(xiàn)鍋爐低氧燃燒

有效控制三氧化硫的產(chǎn)生是有效防止鍋爐尾部受熱面腐蝕的重要措施。 在這方面，對燃煤鍋爐進(jìn)行低氧燃燒可阻止二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫或?qū)a(chǎn)生的三氧化硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫，從而實(shí)現(xiàn)防腐。例如，燃燒高硫煤燃料時，可以適當(dāng)提高燃燒溫度，使用特殊的燃燒設(shè)備，減少使用油槍的使用，可以將爐子中的氧氣控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)或減少氧氣的使用量。減少三氧化硫的形成。來防止鍋爐尾部受熱面腐蝕。

2.3 使用減少燃料中硫含量

在鍋爐改造過程中，可以使用先進(jìn)的脫硫設(shè)備來控制煤料中的硫含量從而從根本上減少二氧化硫和三氧化硫的產(chǎn)生種子。同時，通過科學(xué)地使用腐蝕抑制劑可以防止和控制鍋爐尾部受熱表面腐蝕的過程，有效防止熱表面腐蝕。在采用脫硫方法時，值得注意的是，有必要做好清理鍋爐煙道中灰燼堆積的工作，以避免灰燼堆積對煙道產(chǎn)生不利影響。

2.4 科學(xué)改造省煤器

根據(jù)文獻(xiàn)[3]中對火電廠鍋爐運(yùn)行記錄分析，第一個節(jié)能器之前的溫度為347.8℃，第一個節(jié)能器之后的溫度為281.5℃，第二個節(jié)能器之前的溫度為536.4℃，裝置后面的溫度為462.7℃。第一和第二省煤器的實(shí)際溫度與設(shè)計溫度之間存在一定差異。為了滿足設(shè)計要求，必須適當(dāng)增加省煤器的加熱面積。根據(jù)計算，一級節(jié)能器需要增加395平方米，二級節(jié)能器需要增加208平方米。不過，由于鍋爐系統(tǒng)煙道的空間限制，無法直接增加省煤器的加熱面積。更改上下節(jié)能器的結(jié)構(gòu)，即將原始的裸管節(jié)能器更改為具有較高傳熱性能的鰭片式節(jié)能器，增加節(jié)能器的加熱面積，并控制排氣溫度即可實(shí)現(xiàn)控制。

2.5 材料的科學(xué)應(yīng)用

在鍋爐改造過程中，除了著眼于新技術(shù)和新方法的應(yīng)用外，還應(yīng)加強(qiáng)新材料的應(yīng)用。例如，玻璃，陶瓷和搪瓷材料用于制造空氣預(yù)熱器，以改善空氣預(yù)熱器的腐蝕防護(hù)。以搪瓷管為例，研究和實(shí)驗(yàn)表明，搪瓷管的維氏硬度明顯高于金屬Q(mào)235A的保持硬度，表面光滑且耐污染，因此耐磨性相對較強(qiáng)，而且飛揚(yáng) 灰燼磨損泄漏可以減少問題。同時，搪瓷管具有很高的耐酸和傳熱性能，可有效減少硫酸和酸霧對設(shè)備的影響。因此，將搪瓷管應(yīng)用于空氣預(yù)熱器和其他設(shè)備的改造具有廣泛的潛在應(yīng)用。

3 結(jié)論

總體而言，鍋爐尾部的加熱表面是火電站熱工系統(tǒng)的重要組成部分。對火力發(fā)電廠燃煤鍋爐尾部受熱面的腐蝕防護(hù)和維護(hù)工作的有效開展，對改善鍋爐尾部受熱面的性能，實(shí)現(xiàn)鍋爐尾部受熱面的功能具有重要作用。預(yù)防腐蝕和維持燃煤鍋爐的熱表面工作效率是一項(xiàng)全面的系統(tǒng)性任務(wù)。在實(shí)際工作中應(yīng)從全局的角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際情況結(jié)合防腐蝕養(yǎng)護(hù)方法和措施的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)鍋爐尾部受熱面的科學(xué)轉(zhuǎn)化，改善火力發(fā)電廠的燃燒效率。