燃煤发电厂锅炉受热面磨损与防腐措施

燃煤发电厂锅炉受热面磨损与防腐措施

闫准刘东亮范龙腾黄鹄 崔桂金

达拉特发电厂，内蒙古 鄂尔多斯  014300

摘要：燃煤发电厂锅炉受热面磨损与腐蚀是影响锅炉安全、经济运行的重要因素。受热面的磨损主要是由于烟气中灰粒杂质的冲刷，而腐蚀则主要源于烟气中的有害成分及低温露点腐蚀等。针对受热面的磨损和腐蚀问题，本文系统阐述了磨损与腐蚀的机理，深入探讨了预防及治理措施，旨在为燃煤发电厂锅炉受热面的维护和保护提供理论与实践参考，提高锅炉运行的安全性和经济性。

关键词：燃煤发电厂；锅炉受热面；磨损；腐蚀；预防措施

一、燃煤发电厂锅炉受热面磨损与腐蚀概述

燃煤发电厂锅炉受热面是锅炉的核心部件，负责将烟气中的热量传递给水或蒸汽。受热面的运行状态直接影响着锅炉的安全性和经济性。在实际运行过程中，受热面会受到多种因素的影响，其中磨损和腐蚀是最为主要的问题。磨损会导致受热面壁厚减薄、强度降低，甚至发生爆管事故；而腐蚀则会造成受热面材料性能劣化，降低传热效率，增加能耗，严重时也会引发安全事故。因此，探讨燃煤发电厂锅炉受热面磨损与腐蚀的机理及防治措施具有十分重要的现实意义。

二、燃煤发电厂锅炉受热面磨损的机理与防治措施

（一）磨损机理

燃煤发电厂锅炉受热面磨损主要源于烟气中灰粒杂质的冲刷。灰粒在烟气流中高速运动，当其与受热面碰撞时，会对受热面产生切削作用，从而导致受热面材料的流失。磨损程度与灰粒的浓度、粒径、硬度及烟气流速等因素密切相关。此外，受热面的布置形式、煤质特性及运行工况等也会对磨损产生影响。

（二）防治措施

针对燃煤发电厂锅炉受热面的磨损问题，可以从以下几个方面采取防治措施：

1. 合理选择煤质及优化燃烧工况

燃煤发电厂锅炉受热面的磨损与煤质的选择及燃烧工况的优化息息相关。选用低灰分、低硫分的煤质是降低磨损的关键措施之一。这种煤质在燃烧过程中产生的灰粒和有害气体较少，从而减轻了烟气对受热面的冲刷和腐蚀。此外，优化燃烧工况也是至关重要的。通过调整燃烧器的布置、控制空气与燃料的混合程度、提高燃烧温度等手段，可以使燃烧更加充分，减少未燃尽碳粒的产生。这些碳粒在烟气中高速运动，对受热面造成严重的冲刷磨损。因此，合理选择煤质和优化燃烧工况是降低燃煤发电厂锅炉受热面磨损的有效途径。

2. 合理设计受热面结构

在燃煤发电厂锅炉的设计阶段，受热面结构的合理性对于减少磨损具有重要意义。根据实际运行工况，合理选择受热面的结构形式、管材及壁厚等是至关重要的。例如，在顺列布置方式中，适当增加管间距可以减小烟气流速，从而降低灰粒对受热面的冲刷强度。而在错列布置方式中，应注意管子的对齐和支撑结构的设计，以避免烟气偏流和涡流的产生，这些现象会加剧受热面的磨损。此外，对于易磨损区域，可以采用厚壁管或加装防磨装置等措施来提高耐磨性。因此，合理设计受热面结构是降低燃煤发电厂锅炉受热面磨损的重要手段之一。

3. 采用耐磨材料及技术

针对燃煤发电厂锅炉受热面的磨损问题，采用耐磨材料及技术是一种有效的解决方案。在易磨损区域，可以选用耐磨性能更好的材料，如陶瓷涂层、合金材料等。这些材料具有较高的硬度和耐磨性，能够有效地抵抗灰粒的冲刷和磨损。同时，也可以采用防磨技术来降低磨损。例如，加装防磨罩可以改变烟气流场，使灰粒不易直接冲刷到受热面；采用耐磨涂层技术可以在受热面表面形成一层坚硬的保护层，提高受热面的耐磨性。这些耐磨材料及技术的应用能够有效地延长受热面的使用寿命，提高锅炉的安全性和经济性。

4. 加强运行维护及检修工作

燃煤发电厂锅炉受热面的磨损问题不仅需要在设计和材料方面采取措施，更需要加强运行维护及检修工作。定期对受热面进行清灰、除渣等操作是保持受热面清洁的必要手段。这些操作能够及时清除附着在受热面上的灰渣和积垢，减少磨损的发生。同时，加强对受热面的巡视和检查也是至关重要的。通过定期检查，可以及时发现并处理受热面的磨损问题，防止磨损的进一步扩大。此外，定期进行壁厚测量和性能评估也是必不可少的。这些评估能够掌握受热面的磨损情况，为制定针对性的处理措施提供有力依据。因此，加强运行维护及检修工作是降低燃煤发电厂锅炉受热面磨损的重要保障。

三、燃煤发电厂锅炉受热面腐蚀的机理与防治措施

（一）腐蚀机理

燃煤发电厂锅炉受热面的腐蚀主要包括烟气腐蚀和水侧腐蚀。烟气腐蚀主要源于烟气中的有害气体（如二氧化硫、三氧化硫等）和低温露点腐蚀；水侧腐蚀则主要发生在给水处理不当或炉水水质恶化时。腐蚀会导致受热面材料性能劣化、壁厚减薄甚至穿孔泄漏等问题。

（二）防治措施

针对燃煤发电厂锅炉受热面的腐蚀问题，可以采取以下防治措施：

1. 控制烟气中有害气体的含量

在燃煤发电厂的运行过程中，烟气中的有害气体如二氧化硫、三氧化硫等，是导致锅炉受热面腐蚀的重要因素。为了减轻这种腐蚀，需要采取一系列技术手段来控制这些有害气体的含量。具体而言，可以通过选择低硫煤质来减少燃烧过程中产生的二氧化硫。此外，优化燃烧工况也是一种有效的方法，它能够使燃料更充分燃烧，从而降低有害气体的产生。烟气脱硫技术也是一种重要的手段，它能够从烟气中去除硫分，进一步减少有害气体的排放。这些措施共同作用，可以显著降低烟气中有害气体的含量，从而减轻对受热面的腐蚀。

2. 防止低温露点腐蚀

低温露点腐蚀是燃煤发电厂锅炉受热面面临的另一种重要腐蚀形式。为了防止这种腐蚀的发生，需要合理控制烟气的温度和湿度。具体来说，可以通过调整锅炉的运行参数来控制烟气的温度，使其保持在露点之上，从而避免露点腐蚀的发生。同时，在锅炉尾部加装暖风器、空气预热器等设备，可以有效地提高排烟温度，进一步降低低温腐蚀的风险。这些设备的加装需要根据锅炉的实际运行情况进行设计和优化，以确保其能够发挥最大的防腐效果。

3. 加强给水处理及炉水质量控制

给水和炉水的水质对锅炉受热面的腐蚀具有重要影响。为了保证给水的水质符合要求，需要严格按照标准要求对其进行处理。具体来说，可以通过化学处理和物理处理相结合的方法，去除给水中的杂质和有害物质，保证其纯净度。同时，还需要加强对炉水水质的监测和控制。通过定期取样分析，可以了解炉水的化学成分和变化趋势，及时发现并处理潜在的水侧腐蚀问题。这些措施可以确保锅炉给水和炉水的水质始终处于良好状态，从而减轻对受热面的腐蚀。

4. 采用耐腐蚀材料及技术

在燃煤发电厂的运行过程中，有些区域的受热面更容易受到腐蚀。为了延长这些受热面的使用寿命，可以采用耐腐蚀性能更好的材料或涂层进行保护。具体来说，可以选择具有高耐腐蚀性的合金材料来替代传统的碳钢材料。此外，也可以采用表面涂层技术，在受热面表面形成一层保护膜，以抵抗烟气和水的腐蚀。同时，阴极保护等防腐技术手段也可以被应用于防止锅炉受热面的腐蚀。这些措施能够有效地提高受热面的耐腐蚀性，从而延长其使用寿命。

四、结论

燃煤发电厂锅炉受热面磨损与腐蚀是影响锅炉安全、经济运行的重要因素。本文系统阐述了受热面磨损与腐蚀的机理，并提出了针对性的防治措施。在实际运行过程中，应结合具体情况制定综合性的防治方案，通过合理选择煤质、优化燃烧工况、加强运行维护及检修工作等手段降低受热面的磨损与腐蚀风险，提高锅炉运行的安全性和经济性。同时，也应关注新技术、新材料的研发与应用，为燃煤发电厂锅炉受热面的保护提供更有力的技术支持。

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