【正文】 DsUdwx????控制質(zhì)量含汽率的數(shù)值就控制循環(huán)流速、熱流密度及Ｄ /F等參數(shù)，通過調(diào)節(jié)各參數(shù)的數(shù)值控制合理的質(zhì)量含汽率。 可計算出接近實際的循環(huán)特性參數(shù)和水冷壁結(jié)構(gòu)參數(shù)。 三 提高循環(huán)安全性的措施 為保證水冷壁的安全運行 ， 首要條件是必須保證任何一根水冷壁管子內(nèi)壁面上都有連續(xù)的水膜足以冷卻管子 ， 以保證其在任何工況下都不會超溫 。 從鍋爐設(shè)計制造和鍋爐運行考慮 ， 都必須針對影響水冷壁安全性的因素 ， 采取相應(yīng)的技術(shù)措施來提高蒸發(fā)系統(tǒng)的循環(huán)安全性 。 主要的技術(shù)措施 1. 保證水冷壁管內(nèi)有足夠高的質(zhì)量流速； 2. 盡可能減小水冷壁的受熱偏差 、 結(jié)構(gòu)偏差和流量偏差； 3. 保證水冷壁各管組具有合適的熱負(fù)荷； 4. 保證水冷壁管內(nèi)具有合適的質(zhì)量含汽率； 5. 維持正常的鍋筒水位 ， 并使下降管盡可能少帶汽和不產(chǎn)生自汽化； 6. 減小循環(huán)回路的流動阻力 。 如增大汽水導(dǎo)管與水冷壁管組的流通截面比或減小水冷壁阻力等； 7. 鍋爐變負(fù)荷運行時 ， 控制壓力變動速度； 8. 控制鍋爐爐水品質(zhì) ， 防止水冷壁管內(nèi)結(jié)垢； 9. 防止水冷壁管外高溫腐蝕和磨損等； 第十一節(jié) 水冷壁的高溫腐蝕 高溫腐蝕是燃料中的硫在燃燒過程中生成腐蝕性灰污層或渣層以及腐蝕性氣氛 ， 使高溫受熱面金屬管子表面受到侵蝕的現(xiàn)象 。 ? 內(nèi)部原因主要是燃料中的硫 ? 外部原因是由于水冷壁管處于高溫?zé)煔獾沫h(huán)境中 ， 金屬壁面溫度又很高 ， 當(dāng)火焰貼近爐墻時 ， 金屬壁面鄰近的區(qū)域中形成還原性氣氛 ， 使灰的熔點溫度降低 ， 加劇金屬管子表面的積灰或結(jié)渣過程 ， 并使管子表面產(chǎn)生高溫腐蝕 ? 腐蝕嚴(yán)重的現(xiàn)象通常出現(xiàn)在燃燒器區(qū)域或過熱器區(qū)域 。 水冷壁高溫腐蝕大致有三類，第一類是硫酸鹽型高溫腐蝕；第二類是硫化物型高溫腐蝕。第三類是爐內(nèi)的 SO H2S、 HCl氣體也會對水冷壁產(chǎn)生高溫腐蝕。 一 水冷壁的高溫腐蝕機理 1 . 硫酸鹽型腐蝕 硫酸鹽型腐蝕： ? 灰渣層中的堿金屬硫酸鹽與 SO3共同作用產(chǎn)生腐蝕； ? 堿金屬焦硫酸熔鹽腐蝕 （ Fe2O3） 和極細(xì)灰粒沾污層 。 2. 冷凝在管壁上的堿性金屬氧化物與周圍煙氣中的 SO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鹽 2 3 2 42 3 2 4N a O +S O N a S OK O +S O K S O?? ， 熱阻增大 ， 表面溫度提高 ， 灰渣熔化 ， 促使黏結(jié)煙氣中的飛灰形成疏松的灰渣層 。硫酸鹽熔化時釋放出 SO3， 并向內(nèi)外擴散 。 硫酸鹽與 SO3一起對水冷壁管子的腐蝕過程 3 4 3 3 4 2 43 4 3 3 4 2 410F +2 N a F e ( S O ) 3F e O +3 F e S +3 N a S O10F e +2 K F e ( S O ) 3F e O +3 F e S +3 K S O??反應(yīng)生成的 Na2SO4和 K2SO4循環(huán)作用使鐵的腐蝕不斷進行。 上述反應(yīng)使管壁上的 Fe2O3保護層被破壞。 Na3Fe(SO4)3和 K3Fe(SO4)3則熔化，并與鐵發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕： SO3和煙氣中的 SO3會穿過疏松的灰渣層向內(nèi)擴散 2 4 2 3 3 2 4 32 4 2 3 3 3 4 33N a S O +F e O +3 S O 2N a F e ( S O )3K S O +F e O +3 S O 2K F e ( S O )?? 5. 運行中管壁外層灰渣層因為清灰或灰渣層過厚而脫落，使Na3Fe(SO4)3等暴露在高溫火焰輻射中，發(fā)生分解反應(yīng)： 3 4 3 2 4 2 3 33 4 3 2 4 2 3 32N a F e ( S O ) 3N a S O +F e O +3 S O3K F e ( S O ) 3K S O +F e O +3 S O??新的堿金屬硫酸鹽層 ， 在 SO3作用下使管壁不斷受到腐蝕 。 堿金屬焦硫酸鹽的熔點很低，在一般的壁溫下就呈現(xiàn)熔化狀態(tài)。如果在灰渣附著層中存在焦硫酸鹽時會形成反應(yīng)速度更快的熔鹽型腐蝕。焦硫酸鹽與氧化鐵保護膜的反應(yīng)方程式如下： 2 2 7 2 3 3 4 32 2 7 2 3 3 4 33N a S O +F e O 2N a F e ( S O )3K S O +F e O 2K F e ( S O )?? 熔融硫酸鹽積灰層對金屬壁面的腐蝕速度比氣態(tài)硫酸鹽要快的多。當(dāng)溫度 600℃ 左右時，熔融硫酸鹽的腐蝕速度約為氣態(tài)時的 4倍。爐內(nèi)水冷壁溫度通常在 600℃ 以下，所以熔融硫酸鹽的腐蝕速度隨著管壁溫度增高而加快。高參數(shù)鍋爐的水冷壁管壁溫度高，高溫腐蝕快，因而容易發(fā)生爆管事故。 2．硫化物型腐蝕 在水冷壁管子附近 ， 呈現(xiàn)還原性氣氛并且有硫化氫 （ H2S）存在時 ， 就會產(chǎn)生硫化物腐蝕 ， 它的反應(yīng)過程如下 。 （ 1） 黃鐵礦硫粉末隨著高溫?zé)煔饬鬟^水冷壁的管壁，在還原性氣氛下受熱分解： 2F e S F e S +[ S ]? 當(dāng)水冷壁管子附近有一定濃度的 H2S和 SO2的時候， ? ?2 2 22H S +S O 2H O +3 S? （ 3） 在還原性氣氛中，由于缺氧自由硫原子可以存在。當(dāng)水冷壁管壁溫度達到 350℃ 時，會有硫化反應(yīng)，同時還有硫化亞鐵與氧化亞鐵的反應(yīng)： ? ?22F e + S F e SF e O +H S F e S +H O??（ 3）硫化亞鐵（ FeS）的熔點為 1195℃ ，在溫度較低的時候可以穩(wěn)定存在。在溫度比較高的時候， Fe將被氧化成 Fe3O4，使管壁腐蝕： 2 3 4 23F e S +5 O F e O +3 S O? 煤中的黃鐵礦 FeS2和有機硫化合物燃燒時生成 SO2： 2 2 3 2224F e S +1 1O 2F e O +8 S OS +O S O??由 SO2轉(zhuǎn)化為 SO3的過程有以下幾種方式： 3. SO2和 SO3的生成及腐蝕 （ 1）在高溫下， SO2與煙氣中的自由氧原子反應(yīng)，生成 SO3。而自由氧原子可以由如下三種方式產(chǎn)生： 氧氣在爐膛內(nèi)的高溫條件下分解； ? ?C O +O C O + O? ? ?2 2 2H +O H O + O? （ 2）催化反應(yīng)生成 SO3。當(dāng)高溫?zé)煔饬鬟^水冷壁積灰層的時候，由于有灰層中的五氧化二釩和氧化鐵的催化作用，產(chǎn)生了下列反應(yīng)： 2 5 2 2 4 32 2 2 4 44 2 5 2 3V O +S O V O +S O2S O +O +V O 2V O S O2V O S O V O +S O +S O??? （ 3） 煤中的硫酸鹽熱解產(chǎn)生 SO3，反應(yīng)方程如下： 43C a S O C a O +SO? SO2和 SO3的存在，除了能促使硫酸鹽型和硫化物型腐蝕發(fā)生以外，它們本身也會直接對水冷壁發(fā)生腐蝕。 三氧化硫氣體可以穿過灰層直接與壁面的氧化鐵膜反應(yīng)生成硫酸鐵： 2 3 3 4 3F e O +SO F e ( S O )? 二、防止高溫腐蝕的措施 （ 1） 在水冷壁金屬表面噴涂耐腐蝕材料 ， 或提高水冷壁金屬材料的耐腐蝕性能 。 （ 2） 采用低氧燃燒技術(shù) 。 減小爐內(nèi)的過量空氣系數(shù) ， 自由氧原子的生成量減少 ， 二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低 ， 三氧化硫的濃度低 ， 發(fā)生高溫腐蝕的機會就會減少 。 （ 3） 合理配風(fēng)和強化爐內(nèi)氣流的湍流混合過程 ， 避免出現(xiàn)局部還原性氣氛 ， 以減少 H2S和硫化物型腐蝕 。 （ 4） 加強一次風(fēng)煤粉氣流的調(diào)整 ， 盡可能使各燃燒器煤粉流量相等 ， 使燃燒器內(nèi)橫截面上煤粉濃度均勻分布 ， 以保證燃燒器出口氣流的煤粉濃度均勻分布 。 （ 5） 高的水冷壁管壁溫度過高是引起水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕的重要原因 ， 應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)水冷壁局部管壁溫度過高現(xiàn)象 。 （ 6） 采用煙氣再循環(huán) ， 可以降低爐膛內(nèi)火焰溫度和煙氣中的SO3濃度 ， 減輕高溫腐蝕 。 （ 7） 采用貼壁風(fēng)技術(shù) ， 在水冷壁壁面附近形成氧化氣氛的空氣保護膜 ， 避免高溫腐蝕 。 （ 8） 在燃料中加入添加劑 ， 改變煤灰結(jié)渣特性 。