水冷壁管高温腐蚀和磨损的机理是很复杂的,简言之,与下列因素有关:
(1)炉膛火焰温度;
(2)燃煤的含硫量;
(3)烟气与灰分颗的冲蚀。
锅炉运行过程中,炉温可高达1600℃以上,由于燃烧煤中硫及其它有害杂质的存在,水冷壁普遍遭受高温腐蚀。参与高温腐蚀的危害物有燃烧过程中产生的SO2 、SO3 、H2S 、HC 1 、碱金属盐及钒盐类,是多种化学物在各种温度下共同对管壁进行的复杂的动态腐蚀过程。
其中,硫化物是锅炉高温腐蚀的主要因素,一是烟气中的硫化氢与管壁金属作用产生的腐蚀,含硫物在金属高温下产生单原子硫,硫与管道中的铁反应生成硫化铁(Fe+S → FeS);二是由不可燃硫在高温作用下生成硫酸盐混入灰分熔敷于管壁表面,但不再具有水冷壁管所要求的各种良好的高温机械性能,实际上导致水冷壁管有用壁厚的减薄,从而其有效承载能力不断下降,由此形成腐蚀。
另外,高温烟气裹着可以大于8米/秒的速度冲击管壁,烟气的腐蚀和灰分颗粒的冲刷在金属表面交替进行,造成管壁减薄。
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