15CrMo材质余热锅炉省煤器腐蚀试验研究.pdfVIP

第2期 一 7— 15CrMo材质佘热锅炉省煤器的腐蚀试验研究 陈浩 苏莹莹 王艳丽 王长江 裴延波 (1．西南石油大学机 电工程学院 ，四川 成都 610500) (2．焦作大学化工与环境工程学院，河南 焦作 454002) [摘 要]省煤器是余热锅炉必不可少的换热部件，其性能直接影响着余热锅炉的正常运行。在省煤器的诸多失效因素中， 以省煤器管的低温腐蚀为最。本文着重阐述了低温腐蚀的形成机理，并应用试验方法，对常用省煤器管材15CrMo~N进行金 相组织、硬度及腐蚀速率的测试研究，确立 了15CrMo~N的腐蚀速率与硫酸浓度、温度之间的关系，获得了15CrMo管材最耐 硫酸腐蚀的组织状态，为余热锅炉省煤器的进一步改进提供了重要依据。 [关键词]余热锅炉；省煤器；15CrMo；金相组织；腐蚀；试验研究 余热锅炉是重要 的节 能设备 ，主要用于冶 f1)烟道 内烟气温度的分布不均导致省煤器管 金 、石油 、化工 、轻工 、建材 、电力等部 门的炉 的热疲劳 ； 窑余热 回收 。根据对有关部 门及企业余热资源情 (2)燃气 的含硫量对省煤器管的侵蚀 ； 况 的调查和 统计得知 ，我 国余热 回收利用量为 f3)烟气与灰粉颗粒 的冲蚀； 1382万吨标煤 ／年 ，其 中余热锅炉 回收利用量 占 70％，具有举足轻重 的地位。但余热锅炉运行过程 (4)省煤器管材质量差 ，部分管束存在表面制 中存在着尾部受热面腐蚀泄漏、受热面积灰、炉 造缺 陷； 膛压力偏高以及过热器过热能力不足等 问题Ⅲ。其 (5)安装省煤器管路时工艺不符合要求，致使 中，尤 以省煤器管泄漏及省煤器爆管为甚 Ⅱ]，且 内应力增大 ：接 口焊接时出现夹渣 、气泡 、氧化 频繁发生，使锅炉 的累计运行率大为降低 ，造成 等现象，未及时发现返工即投入使用 。 严重的经济损失。研究发现 ，导致省煤器失效的 以上 因素中， 以燃气 的含硫量对省煤器 的侵 因素很多，其 中含硫燃气对省煤器管材 的低温腐 蚀最为严重，占余热锅炉故障的80％ ]。由于高、 蚀会 引起省煤器管壁逐渐变薄 、破裂 ，是造成省 焦炉煤气中存在s、cl等有害杂质，燃烧过程 中产 煤器管材失效 的主要原 因。为此 ，对省煤器 的低 生SO 、SO 、H：S、HCI等酸性气体 ，是多种化学 温腐蚀进行深入 的分析及对省煤器管材进行腐蚀 物质在高温下共同对管壁进行的复杂的动态腐蚀 性能研究是很有必要的。 过程 ，含硫物在高温下产生单原子硫 ，硫与钢管 1省煤器的失效原因分析 中的铁 发生反应生成硫化铁fFe+S—FeS)，从而对 管壁金属产生腐蚀 。同时，由于省煤器布置在锅 1．1省煤器的作用 炉对流烟道 的最后 ，进入这些受热面 的烟气温度 省煤器是利用余热锅炉尾部 的热烟气来加 热 已不高 ，烟气 中的水蒸汽和硫酸蒸汽有可能在管 给水 的一种热交换器 ，是现代锅炉必不可少 的换 壁上凝结 ，从而导致金属产生均匀性低温腐蚀 ， 热部件 ，其在锅炉中的主要作用如下 ： 它将使省煤器管壁逐