大成生物質鍋爐專家介紹,了解過熱器腐蝕原因在提高生物質鍋爐的安全運行中起著基本重要的作用,本文將為您詳細闡述生物質鍋爐高溫過熱器失效的原因。
生物質鍋爐以生物質能源為主要燃料,聯合爐以往復爐排、鏈條爐排、風室等部件組成。鍋爐在生產過程中,煙氣的流程為:首先煙氣在爐膛內產生,之后通過3級過熱器,通過第1煙氣通道(4級過熱器)往第2煙氣通道(二級過熱器、一級過熱器高溫段)飄去,最后到達尾部對流受熱面(一級過熱器低溫段)并通過布袋除塵器后排到大氣中。在這個過程中,過熱器對于生物質鍋爐是至關重要的零部件,沒有過熱器一旦無法正常工作,那么將會導致煙氣沒有辦法很好的排出鍋爐。并且,可能會導致排放物中存在大量的污染物。然而,在正常使用的過程中,過熱器確實時常出現問題,容易被腐蝕造成失效。
1、管內腐蝕過程
通過對高溫過熱管的斷口處進行金相分析,發現管道內壁上形成了一層非常厚的氧化層,這層氧化層已經開裂并且脫落。因為氧化層的存在會使得管道內部的溫度變得不均勻,一部分溫度較低而一部分的溫度過高,長期的溫度過熱會導致高溫過熱器的腐蝕局部加劇,腐蝕之后的管道的強度也就隨之下降,最終使得管道開裂脫落。并且,未脫落的管道內部也會因氧化層的存在使得管道內部被堵塞,堵塞的結果進一步帶來了管道內的排氣不通暢,熱量的滯留導致溫度的上升,最終又加劇了管道的腐蝕。
2、管外腐蝕過程
因為生物質能源的組成成分中堿性金屬的含量比較高,草類生物質燃料的成分里氯元素含量也偏高,于是在燃料燃燒之后,這些元素隨著煙氣一起以氣態的形式進入到管道之中。等到溫度變低之后這些元素就被凝結和沉淀在了管道之內或者在過熱器的管壁之上。
其中的堿性氯化物和二氧化硫是在燃燒的過程中產生的。而生產的氯氣將會對金屬管道外壁進行當管道被腐蝕之后,管道內外的內壓力產生的應力將最終導致管道開裂、脫落,最終使得管道內外凹凸不平、管道壁整體嚴重變薄,管道失去了原有的功效。有上面的化學方程式,能夠看到,整個腐蝕的過程中,氯元素在反應的過程中循環往復,起到一個催化的作用。它通過不斷地將Fe元素從管道壁上置換出來,加速了管道的腐蝕,加快了管道的失效。除此之外,堿性元素的存在,是氯氣產生的主要因素。于是乎,知道了,生物質能源中影響腐蝕的最重要的因素是堿性元素和氯元素。之后,可以針對其制定相應的預防措施,來幫助防止或者減輕管道與過熱器被腐蝕。
3、腐蝕溫度區間
通過實踐發現,當溫度在490℃以下時,高溫過熱器被腐蝕的速度較為緩慢。而溫度超過550℃時,高溫過熱器被腐蝕的速度則立即加快了。經過測量腐蝕速度約為1.5~2.0mm/a。經實驗驗證,管道在高溫狀態下腐蝕的情況比出在低溫狀態下都更為嚴重,當管道所處環境溫度很低時,腐蝕狀態較為輕微,一旦溫度處于450℃以下時,腐蝕基本不發生,這是因為堿性金屬化合物的熔融溫度區間大致就在500℃及以上。因為煙氣中含有大量堿性化合物,因此當溫度大于500℃時,熔融反應發生,且反應隨著溫度的上升而加劇。因此,可以得出自450℃以上溫度越高對高溫過熱器的腐蝕就越劇烈。