大型锅炉水冷壁防腐现状与防腐措施探讨
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摘要：在锅炉的运行中会对水冷壁管造成腐蚀，使其有效承载能力下降，导致管壁的厚度减薄甚至导致爆管的情况，因此，锅炉水冷壁管的可靠性，直接关系到锅炉是否能安全可靠的运行。本文主要分析了影响水冷壁腐蚀的各种因素并提出解决管壁腐蚀问题的防腐措施。
中图分类号：TK22 文献标识码：A
在大型锅炉的使用中，水冷壁是布置在炉膛内壁面上主要用水冷却的受热面，也是锅炉的主要蒸发受热面。锅炉的运行会产生气体，其中的化学物质对水冷壁管不可避免的会造成一定腐蚀，导致锅炉的有效承载能力下降，降低了锅炉使用的安全性，也会直接影响到锅炉的正常运行。因此，关于锅炉水冷壁防腐的研究与探讨，对大型锅炉的安全使用有重要意义。
一、水冷壁腐蚀的部位特征
锅炉水冷壁的腐蚀壁面通常呈塔状，主要发生在燃烧器附近的向火侧热负荷高的区域，而管子中间的腐蚀比两侧要轻一些。这是因为向火侧的水冷壁正面常常受到气流的冲刷，灰渣不易黏附；而两侧与鳍片间的凹处由于没有气流的直接冲刷，又由于涡流的作用，容易沾附熔化后的灰粒或未燃尽的油滴，为腐蚀创造了条件，经过一段时间之后就造成了水冷壁向火侧正面比两侧壁面腐蚀程度低的现象。
二、锅炉水冷壁腐蚀的危害
锅炉水冷壁管的高温腐蚀使锅炉运行中存在的严重问题，会给正常的工作带来直接的危害，一方面会使管壁变薄，每年约1毫米左右，这样的现象不仅会形成安全运行的严重隐患，也会增加锅炉的临时性检修和大修的工作量，造成很大的经济浪费。另一方面，由于水冷壁的腐蚀问题，很有可能会造成水冷壁管突发性的爆炸事故，导致紧急性的停炉检修，这样不仅会打乱正常的供暖秩序，影响正常的供暖，而且会大量增加工人们的劳动强度，以及额外的检修费用，直接影响到员工的生活和企业的效益。
三、水冷壁管腐蚀的原因
水冷壁管的高温腐蚀主要由膛内火焰温度、燃煤含硫量和水质三方面的因素综合导致。
由于锅炉使用的燃煤中存在大量的硫及其他有害杂质，在锅炉运行的过程中，炉内温度可以达到1600℃，这样的高温作用下，使得燃烧煤中存在的硫和其他有害杂质，对水冷壁形成了高温腐蚀，导致了还原性气氛腐蚀，金属氧化物燃烧过程中形成的熔融盐类腐蚀以及硫化物溶于水生成的H2SO4腐蚀，这些是造成壁厚减薄和水冷壁爆管的主要原因。
高温腐蚀的危害物主要包含了燃烧过程中产生的硫化物、碱金属盐及矾盐类，这些化学物在高温作用下共同对管壁进行了复杂的腐蚀过程。其中的主要因素是燃煤中硫化物的高温腐蚀，高硫煤在锅炉中氧量不足的环境下燃烧，容易产生硫化氢等腐蚀性气体，烟气中的含硫物在高温下产生单原子硫，与管路中的铁反应生成硫化铁，在高温下会破坏管壁的保护膜，侵蚀管子直接与金属铁反应，导致金属管壁的不断减薄形成腐蚀。另一种是不可燃硫在高温作用下生成硫酸盐，和燃烧的灰粉混合，附在了管壁的表面上形成腐蚀，导致了水冷壁管有用壁厚的减小，降低了水冷壁管的高温机械性能，使水冷壁的有效承载能力不断下降。此外还有对使用的水没有经过处理，导致锅炉上结垢严重，逐渐地堵塞水冷壁管，在长期的高温作用下，使得水冷壁管逐渐锈蚀造成壁厚的减小。
四、大型锅炉水冷壁的防腐措施
水冷壁的腐蚀会导致其承载能力下降，管壁的厚度减薄甚至导致爆管的情况，直接关系到锅炉的安全运行，发生爆管情况还会增加大量的人力、物力和维修费用的投入，造成安全隐患与资源的浪费，因此对水冷壁管的腐蚀要采取有效的防腐措施。
根据水冷壁管腐蚀产生的原因，可以制定相应的防腐方法。
1、最直接有效的防腐措施是对水冷壁管进行喷涂防磨防腐涂层的处理，在受腐蚀的构件表面覆盖耐腐蚀的隔离层，进行表面的防护。涂刷材料的塑性和热膨胀性等要能够适应锅炉内环境及脱硫装置，否则在使用中容易产生脱层；可以进行电镀或热渗镀，这种镀层的覆盖性和结合度都较好，但在现场拼焊中，镀层会因技术原因出现薄弱环节，降低其使用性能；也可以进行热喷涂，这种方法很适合现场操作，能够提供多种性能涂层，可以对已有设备的未防护部分进行追加防护或对防护部分进行再次防护。
2、调整风速，避免火焰直接冲刷水冷壁。锅炉通常采用钢球磨中间储仓式制粉系统乏气送粉，要调整磨煤机较佳的通风量，减少磨煤机通风量，调整再循环风量，使得即不会影响制粉系统磨煤出力，又避免火焰直接的冲刷水冷壁，以减少射流偏转和气流贴壁，改善水冷壁附近的气氛，减缓腐蚀速度。
3、控制入炉煤的含量，特别要注意发热量，挥发分含量及含硫量等参数。严格控制煤粉的细度，保证煤粉其均匀性。可以调整粗粉分离器的挡板开度，增加磨煤机内小径钢球的比例，调整回粉阀的动作周期，增加磨煤机装球量。
4、合理组织燃烧空气动力工况，可以调整燃烧器出口的风直径，在保证炉膛出口最佳过量空气系数的同时，保证每个燃烧器的出口风粉处于比较好的状态。在保证炉内上下层燃烧器之间平均氧量的前提下，使同层燃烧器的风粉最大限度的保持均匀，由此确保热负荷能够沿炉膛宽度均匀的分布，防止水冷壁的局部高热负荷，减少腐蚀。
5、可以在锅炉供水回路加装软化水处理设备，提高水质确保水质达标。这样可以减少水冷壁管内结垢，保证水冷壁管的水流畅通，减少水质原因造成的水冷壁锈蚀，从而增加水冷壁管的使用寿命，在操作上简单实用。
6、减少尾部烟道漏风，可以在小修中对尾部烟道防爆门进行更换，并对烟道和空气预热器的漏风处进行堵漏密封工作，使得在满负荷工况运行状态下，在引风机额定电流的适用范围内，尽量开大引风机挡板，以保证炉膛出口的过剩空气量。
7、此外还可以采用低氧燃烧的技术，改善高硫煤在氧量不足情况下的燃烧情况，减少燃烟中的含硫量，也可以使用添加剂，或合理的控制炉膛出口的烟温，减少对水冷壁的腐蚀。
本文主要分析了水冷壁腐蚀产生的原因及危害，并探讨了一些相关的缓腐防腐措施。造成大型锅炉水冷壁腐蚀的原因有很多，通过近年来的发展，对于克服水冷壁的腐蚀已经探寻到了多种有效地解决方法，在此基础上，通过不断地实践改进，不断提高对于防腐措施的研究水平，在之后的工作管理中，能够综合运用不同的方法解决水冷壁腐蚀的问题，实现锅炉的安全运行。
参考文献：
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