關於臥式快裝鍋爐的金屬腐蝕探討

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論文關鍵詞:快裝鍋爐;金屬腐蝕
  論文摘要:通過一臺DZL型鍋爐煙管腐蝕穿孔現象,對全地區2000年臥式快裝鍋爐定檢報告進行統計分析,發現有1/3的鍋爐在定檢中存在腐蝕缺陷,進而分析了腐蝕機理和影響腐蝕的因素,建議採取水處理措施的同時,對D≥2t/h鍋爐要採取給水除氧。

關於臥式快裝鍋爐的金屬腐蝕探討

0 前言
  郴州市某造紙廠1997年9月安裝一臺湖南長沙某鍋爐廠生產DZL4-13型臥式快裝鍋爐,次年3月2日、3月28日和4月17日連續三次發現煙管中部滲水並作拆換處理,從拆下的煙管檢查,發現煙管外壁有多處腐蝕、凹痕,導致穿孔。停爐檢驗,發現鍋殼內壁、煙管、拉撐元鋼、水牆管、集箱,前後管板都有不同程度的潰瘍性腐蝕,腐蝕缺陷呈不規則的圓狀凹坑,直徑有φ35mm、φ15mm不等,深度約為h5mm、h2mm不等,形如百孔千瘡,分佈程度的流向合乎爐水流向,且下部強於上部,後部強於前部。經過調查組的認真取證,調查分析,排除了製造廠材質、製造質量,使用單位停爐保養不當等問題,屬典型的氧腐蝕原因導致了三次換管。採納事故調查組建議,增加給水除氧器後,該爐使用狀況良好,再無類似腐蝕現象發生。由此可見《低壓鍋爐水質標準》提出的額定蒸發量2t/n以上的鍋爐均要求除氧的要求是正確的,這意味著除氧範圍從水管鍋爐擴大到了火管組合鍋爐(即臥式快裝鍋爐)。有鑑於此,本文試作初步的分析和探討全區臥式快裝鍋爐的`金屬腐蝕情況。
  
  1 鍋爐定檢中腐蝕情況統計和綜合分析
  據我市2000年鍋爐定期檢驗統計報表情況可知:全年完成鍋爐的檢驗臺數為498臺,檢查中發現有腐蝕的鍋爐為89臺,佔檢驗總鍋爐臺數的32%,結水垢的鍋爐有247臺,約佔50%。從檢驗報告中反映出快裝鍋爐檢驗主要缺陷為腐蝕和水垢,金屬腐蝕主要發生在鍋筒的下半部和煙管的水側管壁上,呈現大小不同的斑點(麻點)或凹坑。這些損傷的大小的範圍從深度0.1-0.5mm,直徑從(1-2)-(20-30)mm,個別的甚至更深或更大。但從0.5-2mm深度居多。這些區域性潰瘍性點坑可能是由氧腐蝕,也可是由垢下腐蝕(即鹼性腐蝕)所造成的。通過綜合分析,發現鍋爐腐蝕臺數為檢驗鍋爐總檯數的1/3,各類鍋爐腐蝕數量由多到少排列順序是:臥式快裝鍋爐立式彎水管、水管鍋爐。由此可見,臥式快裝鍋爐由於未採取除氧措施或水處理措施不當,腐蝕現象十分嚴重,超過了水管鍋爐。
  
  2 快裝鍋爐金屬工作的條件
  (1)快裝鍋爐工質溫度低。給水溫度通常為20-30℃,很少超過70℃,經省煤器出口水溫溫升約40℃,鍋爐筒內汽水飽和溫度200℃以下。
  (2)由於未除氧,進入給水管道、省煤器和鍋爐筒內的水都含有一定量的氧。當水沿著這系統流動時,水中含氧量逐漸降低,進入鍋筒後有相當大的部分即被飽和蒸汽所帶走。

(3)快裝鍋爐鍋筒與水管鍋爐汽包不同,鍋筒本身就是蒸發受熱面,鍋筒腹部受高溫火焰輻射和沖刷;鍋筒內又有眾多的煙管,高溫煙氣經其進行對流放熱。因此快裝鍋爐鍋筒內水始終處在強烈的沸騰狀態,大部分的蒸汽從中產生。
  (4)由於蒸發濃縮,爐水與給水的不同點在於有較大鹼度,相當高的含鹽量。
  
  3 影響快裝鍋爐金屬腐蝕的因素
  (1)氧的濃度。由於未除氧,進入鍋筒內的給水含有一定量的氧。但在正常執行時爐水中含氧量是很少的。爐水中含氧量減小是由於鍋筒本身具有除氣效能。這是因為快裝鍋爐的鍋筒內外受熱,且加熱強烈,鍋筒內爐水始終處於沸騰狀態,鍋筒水面上充滿著飽和蒸汽,氧氣的分壓力趨近零;其次給水從水面上部引入,受到強烈的加熱,既有煙氣輻射和對流的熱量,又有蒸汽凝結的潛熱,因給水能很快地被加熱到鍋筒內壓力下的飽和溫度,水中氧在未與金屬相接觸時可能已被除去。如果進入鍋筒內給水中溶解氧在還未與受熱面金屬接觸之前已除去,那麼,氧腐蝕也就不會發生。

(2)水垢。在檢驗鍋爐時經常會看到快裝鍋爐或煙管上結有不同程度不同厚度、緊密的、結實的一片水垢。這水垢無疑在許多場合下,可以保護金屬不受腐蝕。換一句話說,水後可起到防止腐蝕的遮蓋層的作用。
  (3)鹼度。快裝鍋爐的爐水鹼度是較高的,在鍋筒受熱面表面有可能形成一層鹼性水膜,阻止了水中氧與金屬接觸,從而保護了金屬。
  (4)溫度。快裝鍋爐金屬溫度低,也是一個因素。
  (5)採用鑄鐵式省煤器。通過上述分析可知,由於快裝鍋爐工作溫度低,鍋筒具有除氣功能,爐水鹼度高,不少的鍋爐結有水垢以及採用鑄鐵式省煤器等原因,雖然未除氧,但腐蝕僅發生在部分鍋爐上。
  
  4 結束
  快裝鍋爐金屬的腐蝕主要有氧腐蝕和垢下腐蝕,而且與水管鍋爐不相上下,建議DZ≥2t/h鍋爐都要採取除氧措施。並做好停爐保養和水垢清洗工作。