300MW亚临界锅炉末级再热器管子内壁腐蚀原因分析.pdf

第 1 期 2 0 1 4年 1月 锅炉制造 BOI LER MANUFACTURI NG No ． 1 J a n． 2 01 4 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 4 0 1 0 0 4 4 0 3 3 0 0 MW 亚临界锅炉末级再热器管子 内壁腐蚀原 因分 析 张磊 ， 栗润拮 哈尔滨锅炉厂有限责任公司， 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 4 6 摘要 本文分析了某 3 0 0 MW机组建设期间， 锅炉末级再热器由于设备保管不当造成氧腐蚀的原因。 关键词 末级再热器； 氧腐蚀 ； 设备保管 中图分类号 T G 1 4 4 文献标识码 B Th e An a l y s i s o f Ox y g e n Co r r o s i o n Ha p p e ne d o n a S u b c r i t i c a l Bo i l e r i n On e 3 0 0 M W Po we r p l a n t Zh a n g L e i ， L i Ru n z he H a r b i n B o i l e r C o ． ， L t d ． ， Ha r b i n 1 5 0 0 4 6 ， C h i n a Ab s t r a c t Th e p a p e r a n a l y z e s t h e s u b c r i t i c a l b o i l e r ’ S RH fin i s hi ng d ue t o e q u i p me n t t o k e e p t h e 0 x y g e n c o r r o s i o n c a s e d b y i mp r o p e r s a f e k e e p i n g ． Ke y wor ds RH fin i s h i n g； o x y g e n c o r r o s i o n； e q u i p me n t s a f e k e e p i n g 0 引 言 某 3 0 0 MW 机组亚 临界锅 炉安装期 间， 末 级 再热器在安装前检查时发现 2 0根管子 内壁出现 坑状腐蚀 ， 深度达 2 m m。末级再热器作为锅炉重 要部件 ， 对锅炉性能 以及安全稳定运行有很 大影 响。因此分析末级再热器管子腐蚀的原因， 对缺 陷的消除 以及机组后期的安全稳定运行有很重要 的意义。同时， 作为典型的锅炉设备腐蚀案例 ， 在 锅炉设备保管措施上也有很大的参考价值 。 1 分析流程 腐蚀部位的管子材质 S A 2 1 3一T 9 1 ， 规格 q b 6 3 4 m m， 数量 2 0根。分析过程主要执行以下流 程 首先确定管子材质是否符合标准 ， 然后对缺陷 区域进行具体细致的理化分析 ， 最终产生结论。 1 ． 1 化学元素成分分析 首 先 在 管 端 无 缺 陷位 置 取 化 学 试 样 ， 在 Q S N 7 5 0直读光谱仪下进行 化学元 素成分分 析， 结果如表 1 所示。同时附表中将 A S M E标准对 S A 2 1 3一T 9 1这种材质 的化学元素成分要求一并 给 出便于对 比。 1 ． 2 力学性能分析 在管 子无 缺 陷位置进 行条 状取 样 ， 试样 在 WE一6 0液压万能材料试验机下进行拉 伸试 验 ， 试验结果如表2 所示。同时附表中将 A S M E标准 对 S A 2 1 3一T 9 1这种材质的强度要求一并给出便 于对比。 收稿 日期 2 0 1 3一O 8 2 5 作者简介 张磊 1 9 8 7一 男， 吉林 省松 原市人 ， 助理 工程 师， 2 0 0 9年毕业于哈尔滨工程大 学热 能与动力工程专业 ， 从事锅炉技术服务 工 作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 6 锅炉制造 总第 2 4 3 期 2 分析 讨论 1 通过表 1中的数据 ， 说明末级再 热器管子 的化学成分符合 A S ME标准要求。 2 通过表 2中的数据 ， 说 明管子的力学性能 符合 A S M E标准要求。 3 通过观察图 1 和图 2中两试样 的微观组织 形貌 ， 并结合表 3中的数据 ， 说明管子的金相组织 和晶粒度满足 A S ME标准要求 。 4 电镜扫描直观显示 ， 腐蚀 为坑状腐蚀。有 关资料表明⋯， 坑腐蚀就是氧腐蚀， 氧腐蚀在金 属表面形成点腐蚀或溃疡状腐蚀， 氧腐蚀的腐蚀 坑呈火山口形状； 同时， 缺陷处的腐蚀形貌与钢铁 在大气中的氧腐蚀形貌 相类似。 5 观察表4中的数据， 发现腐蚀坑中的腐蚀 性元素只含有氧， 说明管段的腐蚀坑为氧腐蚀。 6 所有腐蚀位置全部位于管子同一侧方 向， 而且都是设备现场保管阶段朝向正下方的一侧。 腐蚀部位都出现生锈痕迹。 7 通过对管子腐蚀坑 的进行宏观检验、 扫描 电镜观察和化学元素分析， 确定管段腐蚀属于氧 腐蚀； 结合腐蚀位置在管壁内部的分布规律， 可知 设备在保管存放过程中， 由于保管不 当造成管子 内部进水 ； 管内存在的积水形成锈斑 ， 锈斑的存在 使得后续的积水更容易在此聚集； 积水中溶氧量 较高， 且直接与大气接触， 故大气中的氧气与积水 中溶解氧为管段 的氧腐蚀提供了条件。 3 结 论 1 设备原材 料的化学成分 、 力学性 能 、 金相 组织和晶粒度均符合 A S M E标准要求。 2 腐蚀的原因是氧腐蚀。造成氧腐蚀原因 是 设备 在现场保管不 当， 造成 内部进水形 成积 水 ； 积水直接与大气接触 ， 积水 中的溶解氧与大气 中的氧共同腐蚀造成 的结果。 4 结束语 1 锅炉设备保管工作是电站工程建设过程中 的重要组成部分 ， 应该严格按照有关规定执行 ， 根 据设备类型以及保管期限对设备进行分类保管； 2 设备的保管方法应结合现场环境特 点 例 如极端温度 以及空气 环境具有严 重腐蚀性 的地 区， 在锅炉设备保管过程 中应 当制定特殊要求 ， 以 保证工程质量 。 参考文献 [ 1 ] 湖南省机 电工程学会编著．火力发电厂锅炉受热 面失效分析与防护．中国电力出版社， 2 0 0 4 ， 3 5 6 8 [ 2 ] 韩顺昌 编著．金属腐蚀显微组织图谱．国防工业 出版社 ， 2 0 0 8 ． 1 1 ， 4 5 5 3 [ 上接第 3 7页] 利用上面三种方法 的结合 ， 就可以很好地克 服间断上水的难题 ， 从而有效提高省煤器的利用 率， 减少故障率， 还能降低电能损耗。 3 ． 3 积灰 问题及改进方案 通常烟气中的飞灰虽然都很小 ， 约 l 0～ 3 0 u m。 然而相对表面积很大， 当与管壁相接触时 ， 极易被 吸附， 所 以烟气流经省煤器时 ， 常常有灰粒落下造 成积灰。 3 ． 3 ． 1积灰 的危 害 当积灰粘附在省煤器上 ， 由于积灰是热的不 良导体， 将严重减小省煤器的传热系数， 导致传热 效率大大下降。特别是当排烟温度下降到露点以 下时 ， 积灰与被冷凝 的硫酸混合在一起 ， 更容易粘 附到省煤器上 ， 严重时整个省煤器 的烟气通道会 被堵死 ， 导致锅炉不能正常运行 ， 被迫进行停炉检 修。此外， 积灰致使烟道流通面积变小， 也将加重 引风机的负荷 ， 增大电能消耗 ， 甚至会引起引风机 超负荷的运转 ， 损伤电机。 3 ． 3 ． 2积灰 的改进 方案 我们依据上面提到的积灰原因提出积灰 的改 进方法。首先 ， 加大烟气的流 速； 其次 ， 定期吹灰 与清灰 ； 再者 ， 严格控制排烟温度在露点 温度 以 上。这样就能最大程度避免积灰的产生。 4 结 论 目前 ， 研究锅炉节能改造的方法越来越多 ， 越 来越深入。本 文针对省煤器采 取具体 的改进方 案 ， 在实践中发现 ， 其能达到设计 的效果 ， 同时也 为锅炉的节能改造 ， 提供切实的经验 ， 也对实际中 的锅炉节能改造有着一定的意义。然而这只是锅 炉运行问题中的一部分 ， 对以后的研究工作 ， 期望 能起到抛砖引玉的作用 。 参考文献 [ 1 ] 锅炉． 车得福等． 西安交通大学出版社． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m