鍋爐受熱面高溫腐蝕耐磨材料 耐高溫防腐涂料

鍋爐的受熱面包含有水冷壁、過熱器、再熱器和省煤器，又稱為鍋爐四管，是鍋爐的“鍋"的主要組成部分，是鍋爐中負責回收燃煤煙氣能量、加熱蒸汽、實現能量轉化的關鍵部件。受熱面所遭受到的腐蝕主要來自鍋爐內部高溫蒸汽的氧化腐蝕和爐管外部煤粉燃燒造成的煙氣腐蝕。因為燃燒方式不同、燃料選用不同，鍋爐受熱面的煙氣側腐蝕更為復雜，因此對鍋爐受熱面的腐蝕分析很有必要。

燃煤鍋爐煙氣側高溫腐蝕與燃燒環境中的氣體溫度、氣體成分、煤灰組成及煤粉顆粒的運動等諸多因素相關，其中煤灰(Fe₂O₃、Na₂SO₄、K₂SO₄、CaSO₄、SiO₂和Al₂O₃等) 和煙氣(H₂S、SO₂、SO₃、COx、和NOx等)是最主要的影響因素。燃煤鍋爐水冷壁所處溫度較低，其運行環境中含有大量的活性硫原子和H₂S等還原性氣體，會造成水冷壁管材的嚴重腐蝕。隨著受熱面溫度升高,低熔點復合硫酸鹽形成并黏附在爐管外壁,腐蝕以復合硫酸鹽為主導。根據志盛威華工程師分析；鍋爐受熱面的主要腐蝕為硫化物腐蝕、硫酸鹽腐蝕、露點腐蝕。

硫化物的腐蝕：硫化物腐蝕主要是由煤中FeS₂高溫分解產生的活性S引起，活性S沿晶界擴散穿過氧化層與基體反應生產FeS，生成的FeS同時被氧化：3FeS+20₂→Fe₃O₄+3S，釋放出的S繼續向內部擴散滲透，重新形成硫化物。發生硫化物腐蝕時,合金所處溫度較低且以還原性氣氛為主。在鍋爐主要受熱面中水冷壁所處溫度較低，其運行環境中含有大量的游離態活性硫原子和HS氣體，同時低氮燃燒技術加速了還原性氣體的產生。因此,硫化物腐蝕主要發生在水冷壁受熱面處。

硫酸鹽的腐蝕：硫酸鹽腐蝕主要發生在鍋爐受熱面的高溫部位。在高溫下,煤灰中堿金屬氧化物吸收煙氣中 SO₃；形成低熔點的熔融態復合硫酸鹽。與合金表面氧化層發生溶解腐蝕反應,加速腐蝕進程及氧化層的破裂、剝落。

露點腐蝕：鍋爐尾部所處溫度較低，腐蝕以硫酸露點腐蝕為主。露點腐蝕過程如下：

(1)煙氣中SO₃與水蒸氣反應生成H₂SO₄；SO₃+H₂0→H₂S0₄

(2) H₂SO₄蒸汽凝結在管上與金屬反應:H₂SO₄+Fe→FeSO₄+H₂

有強吸濕性，吸收煙氣中的水蒸氣附著在金屬表面，從而加快了金屬的腐蝕速度。

了解了鍋爐受熱面的腐蝕機理后就可以根據腐蝕的原因進行有效防護，目前方便的方法是在表面涂刷相應的鍋爐受熱面高溫腐蝕耐磨材料，根據運行工況和腐蝕介質的不同，可以選擇不同的高溫防腐涂料。水冷壁受熱面可以選用ZS-1061耐高溫遠紅外輻射涂料，有效減少硫化物的腐蝕、結焦，提高水冷壁的輻射吸熱效率；過熱器或再熱器的受熱面選用ZS-822復合陶瓷耐高溫防腐涂料，在高溫下有效防止硫酸鹽的腐蝕；省煤器受熱面選用ZS-1041鍋爐受熱面高溫腐蝕耐磨材料，能夠有效防止露點腐蝕。除了上述主要的腐蝕原因外，可能還存在飛灰吹損、火焰沖刷等多種腐蝕，在選用防腐材料時需要多方面的去了解工藝工況、腐蝕機理等，只有這樣才能選擇更具有針對性、效果更好的防腐材料。

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