大成生物质锅炉专家介绍,了解过热器腐蚀原因在提高生物质锅炉的安全运行中起着基本重要的作用,本文将为您详细阐述生物质锅炉高温过热器失效的原因。
生物质锅炉以生物质能源为主要燃料,联合炉以往复炉排、链条炉排、风室等部件组成。锅炉在生产过程中,烟气的流程为:首先烟气在炉膛内产生,之后通过3级过热器,通过第1烟气通道(4级过热器)往第2烟气通道(二级过热器、一级过热器高温段)飘去,最后到达尾部对流受热面(一级过热器低温段)并通过布袋除尘器后排到大气中。在这个过程中,过热器对于生物质锅炉是至关重要的零部件,没有过热器一旦无法正常工作,那么将会导致烟气没有办法很好的排出锅炉。并且,可能会导致排放物中存在大量的污染物。然而,在正常使用的过程中,过热器确实时常出现问题,容易被腐蚀造成失效。
1、管内腐蚀过程
通过对高温过热管的断口处进行金相分析,发现管道内壁上形成了一层非常厚的氧化层,这层氧化层已经开裂并且脱落。因为氧化层的存在会使得管道内部的温度变得不均匀,一部分温度较低而一部分的温度过高,长期的温度过热会导致高温过热器的腐蚀局部加剧,腐蚀之后的管道的强度也就随之下降,最终使得管道开裂脱落。并且,未脱落的管道内部也会因氧化层的存在使得管道内部被堵塞,堵塞的结果进一步带来了管道内的排气不通畅,热量的滞留导致温度的上升,最终又加剧了管道的腐蚀。
2、管外腐蚀过程
因为生物质能源的组成成分中碱性金属的含量比较高,草类生物质燃料的成分里氯元素含量也偏高,于是在燃料燃烧之后,这些元素随着烟气一起以气态的形式进入到管道之中。等到温度变低之后这些元素就被凝结和沉淀在了管道之内或者在过热器的管壁之上。
其中的碱性氯化物和二氧化硫是在燃烧的过程中产生的。而生产的氯气将会对金属管道外壁进行当管道被腐蚀之后,管道内外的内压力产生的应力将最终导致管道开裂、脱落,最终使得管道内外凹凸不平、管道壁整体严重变薄,管道失去了原有的功效。有上面的化学方程式,能够看到,整个腐蚀的过程中,氯元素在反应的过程中循环往复,起到一个催化的作用。它通过不断地将Fe元素从管道壁上置换出来,加速了管道的腐蚀,加快了管道的失效。除此之外,碱性元素的存在,是氯气产生的主要因素。于是乎,知道了,生物质能源中影响腐蚀的最重要的因素是碱性元素和氯元素。之后,可以针对其制定相应的预防措施,来帮助防止或者减轻管道与过热器被腐蚀。
3、腐蚀温度区间
通过实践发现,当温度在490℃以下时,高温过热器被腐蚀的速度较为缓慢。而温度超过550℃时,高温过热器被腐蚀的速度则立即加快了。经过测量腐蚀速度约为1.5~2.0mm/a。经实验验证,管道在高温状态下腐蚀的情况比出在低温状态下都更为严重,当管道所处环境温度很低时,腐蚀状态较为轻微,一旦温度处于450℃以下时,腐蚀基本不发生,这是因为碱性金属化合物的熔融温度区间大致就在500℃及以上。因为烟气中含有大量碱性化合物,因此当温度大于500℃时,熔融反应发生,且反应随着温度的上升而加剧。因此,可以得出自450℃以上温度越高对高温过热器的腐蚀就越剧烈。