Высокотемпературная коррозия поверхностей нагрева газомазутных котлов
На основании анализа эксплуатационных данных выявлено, что интенсивность коррозионных процессов металла высоконапряженных труб НРЧ при прочих равных условиях зависит в первую очередь от температуры металла, а также от состава газовой среды в пристенной зоне, состава и агрегатного состояния натрубных отложений и от значения знакопеременных термических напряжений. Однако характерные признаки коррозии (поперечине трещины) и повреждения труб имеют место не только тогда, когда температура металла превышает 600 °С или когда вблизи экранов концентрация сероводорода превышает 0,01 %, но и при довольно умеренных температурах (520—550 °С) в окислительной среде или в среде, близкой к ней [1.2].
Анализ исследований и сопоставление данных о коррозионной повреждаемости труб пароперегревательных и экранных поверхностей нагрева из стали 12Х1МФ, находящихся в окислительной среде и имеющих примерно такие же температуры металла, как НРЧ, дали основание предположить, что на интенсивность коррозионных процессов кроме известных факторов (температуры металла, состава газовой среды и др.) оказывают влияние и такие факторы, которые свойственны только топочным камерам (например, высокий уровень температур газов и тепловых потоков, большие колебания температур металла вследствие пульсации излучения пламени и возникновения из-за этого циклических термических напряжений).
Установлено, что в диапазоне температур металла 380—470°С коррозия незначительна и мало зависит от значения теплового потока, а при температуре более 470 °С коррозия определяется не только температурой металла, но и значением тепловых потоков. При постоянной температуре металла скорость коррозии тем больше, чем выше значение тепловых потоков.
Для зон топочной камеры с локальными тепловыми потоками около 1260 МДж/(м2-ч), где наблюдается повышенная скорость коррозии металла труб, существуют граничные значения средневзвешенной температуры, превышение которых приводит к быстрому развитию коррозионных процессов. Для стали 12Х1МФ граничная температура в окислительной среде составляет 500 °С [1.1].
Интенсивность коррозии НРЧ мазутных котлов СКД, снижается в результате систематических химических промывок НРЧ от внутренних железоокисных отложений или перехода на нейтрально-кислородный водно-химический режим. Однако несмотря на внедрение ряда мероприятии, направленных на предупреждение высокотемпературной коррозии, по этой причине не удалось полностью избежать повреждений труб НРЧ.
Низкотемпературная коррозия поверхностей нагрева газомазутных котлов.
Актуальной задачей эксплуатации котлов, работающих на сернистом мазуте, является предупреждение низкотемпературной коррозии регенеративных воздухоподогревателей и металлических газоходов за ними. Решается эта задача двумя путями: снижением коррозионной активности дымовых газов и использованием коррозионно-стойких материалов и покрытий.
Снизить коррозионную активность газов (уменьшить содержание SO3 в газах и, следовательно, их температуру точки росы) можно ограничением избытка воздуха для горения или применением различных присадок. Однако оба способа лишь частично снижают скорость низкотемпературной коррозии поверхностей нагрева. По этой причине большое значение приобретают пассивные методы борьбы с коррозией путем применения коррозионно-стойких сталей, покрытий и материалов.
Опыт эксплуатации и исследования выявили экономическую оправданность применения низколегированных сталей 10ХНДП и 10ХСНД, которые в 2—2,5 раза более стойки, чем углеродистая, и практически мало отличаются от них по стоимости [1.1], и их целесообразно применять для изготовления металлических газоходов.
Для холодных пакетов РВП получили распространение другие способы защиты: эмалирование поверхностей нагрева или изготовление их из неметаллических материалов. Эмалирование не всегда обеспечивает надежную и длительную работу набивки РВП. В основном это определяется изготовлением набивки на неспециализированных предприятиях, отсутствием специальных технических условий, отступлениями в выборе металла, эмали, профиля набивки и др.
Значительны затраты металла на электростанциях для замены про- корродировавших участков металлических газоходов. Зачастую основными причинами их коррозии являются недостаточная изоляция и ухудшение ее свойств в процессе эксплуатации. Как правило, газоходы, в том числе наружные участки от РВП до дымовых труб, изолируются минерализованными изделиями с асбоцементной штукатуркой. Качество изоляции в холодном состоянии должно строго контролироваться и, что наиболее важно, должны поддерживаться сохранность и систематически проводиться ее ремонт в эксплуатации. Как известно, минераловатная изоляция с течением времени ухудшается, слеживается, появляются трещины в наружной штукатурке, уменьшающие в условиях воздействия атмосферных осадков срок службы изоляции.
Существенные трудности при эксплуатации мазутных котлов связаны также с золовым загрязнением поверхностей нагрева, особенно пароперегревательных и воздухоподогревательных. В первом случае повышенное загрязнение определяется низкой температурой плавления мазутной золы, во втором — выпаданием влаги (серной кислоты) на нагревательных элементах. Золовой занос высокотемпературных пароперегревательных поверхностей нагрева сопровождается также ванадиевой коррозией вследствие влияния ванадия, имеющегося в золовых отложениях.
