锅炉停炉腐蚀分析及预防措施
1 锅炉概述
华能岳阳电厂1、2号机组锅炉系英国BabcockEnergy公司设计制造的亚临界压力、一次中间再热、自然循环、固态排渣燃煤锅炉，2台机组分别于1991年9月和12月相继投产发电，锅炉最大连续出力为1 160 t／h，锅炉设计燃料为50％无烟煤和50％半无烟煤的混合煤，设计特性煤的含硫量Sy＝0．25％，水分Wy＝（6．75±3）％，固有水分＝2．06％。
整个炉膛分为上、下2部分，下炉膛为双拱形，炉膛四周为肋片管膜式水冷壁，上方悬吊有前屏过热器和末级过热器，水平烟道布置有再热器，在尾部烟道竖井由上而下，水平布置有低温过热器和省煤器。省煤器后的烟气转向进入回转式空气预热器、电除尘器，经引风机通过烟囱排出。
本锅炉的制粉系统为正压直吹式，配有4台双进双出钢球磨煤机，在前后墙的炉拱上布置有16个带旋风分离器的直流缝隙式燃烧器，二次风与一次风喷口间隙布置。煤粉经旋风子将煤粉浓缩后从炉拱向下喷出的煤粉气流着火后向下伸展，在炉膛下部与三次风相遇后转折向下再顺中心轴线上升而形成“W”型火焰。
2 腐蚀情况
1995年在2号炉小修中首次发现在其火拱以上的水冷壁管上有轻微点蚀现象，到1996年和1997年机组的大、小修时发现点蚀现象迅速扩展，腐蚀面迅速扩大，包括水冷壁、过热器以及再热器在内的炉管均出现了大面积的点蚀现象，最大腐蚀直径达4 mm，最大深度达0．8 mm，尤其是水冷壁、前屏过热器管壁上的腐蚀点密密麻麻，具体腐蚀部位见表1。
3 机组的运行情况
3．1 燃煤成分变化及其对锅炉运行的影响
近年来，由于各方面的原因，锅炉燃煤发生了较大变化，其变化主要表现在以下几方面：
a．煤的水分比设计煤种高3％～6％；
b．煤中的含硫量较设计煤种有所增加，含硫量变化范围大，1996年以来最高含硫量为1．56％，最低含硫量为0．20％。从大修前后比较来看，煤的含硫量有所增加，特别是燃用含硫量高的煤的天数在大修前后明显增多了；
c．由于机组长期低负荷运行，使得投油量增加，而燃油中的含硫量为1．7％，远远高于燃煤中的含硫量。
3．2 由于电力市场趋于饱和，华能岳阳电厂的2台机组停炉备用时间及低负荷运行时间较以前明显增加。1995年2台炉年平均备用时间为228 h，而从1996年和1997年1～10月2台炉的年平均备用时间分别为1 259．46 h和2 174．91 h。
4 腐蚀原因分析
4．1 在发现锅炉发生腐蚀后，我们在炉内不同管段上采集灰样，通过对灰样进行分析，得出数据如下：
SiO2＝23．80％； Al2O3＝14．40％；
Fe2O3＝24．15％；CaO＝2．24％；
MgO＝0．45％；TiO2＝0．69％；
Na2O＝0．38％；K2O＝0．61％；
P2O5＝0．21％；SO3＝18．13％；
水分＝5．55％；其他＝9．93％；
pH值＝2．0
从以上分析数据中可清楚地发现灰垢中含有大量SO3和pH值较低的水分。另外，还在短吹灰器层切取了一段水冷壁样品，从管子腐蚀坑横截面的显微照片看，碳素钢管无过热现象，这说明腐蚀不是由高温引起的。
4．2 燃煤中含硫量的增加，会使烟气中SO3的含量增加，它的存在会对锅炉构成如下影响：
a．加速金属的氧化与腐蚀
氧化是指Fe＋SO3→FeO＋SO2
Fe2O3（坚固）＋3SO3（气体）→ Fe2（SO4）3（松散）
上述化学反应说明了由于SO3的作用在管子外壁上生成了Fe2（SO4）3，破坏了管壁表面的保护膜，松散的Fe2（SO4）3的形成为以后的腐蚀提供了条件。
b．停炉期间的炉外保养不力
由于机组经常处于停炉备用状态，当停炉一段时间后对四管进行检查时，发现管壁上有一层湿泥，这是由于管壁上的积灰吸附了空气中的水汽所致。又加之锅炉各油枪雾化及吹扫蒸汽电磁阀关闭不严，停机后又未将这些阀门关闭，致使蒸汽漏进炉膛内，使得炉膛内更加潮湿，潮湿的空气与含有SO2，SO3等腐蚀性气体的烟气粘结在管壁外的灰垢结合成酸液和含有酸液的灰泥，这些腐蚀性物质可以通过松散的Fe2（SO4）3渗透到金属表面，与金属形成电化学腐蚀，其腐蚀机理为：阳极：Fe→Fe2＋＋2e－阴极：O2＋2H2O＋4e→4OH－
所形成的Fe2＋能进一步水解，即Fe2＋＋H2O→FeOH＋＋H＋，铁被溶解腐蚀后会生成许多微小腐蚀坑，其坑内的溶液与坑外的溶液相比，pH值下降，溶解氧的浓度下降，这样会形成电位差，使得坑内腐蚀进一步加强，致使腐蚀进一步扩展、加深。
5 防范措施
为了防止锅炉四管在备用期间进一步腐蚀，针对运行及停炉备用期间所存在的问题，我们有针对性地采取了以下几方面的措施。
5．1 努力降低煤中的含硫量，如今含硫量为0．56％（应用基）。
5．2 加强对吹灰器的运行维护，以确保锅炉吹灰系统能正常投运，确保受热面表面干净。
5．3 加强运行调整，保证合理氧量，杜绝缺氧燃烧，同时设法提高煤粉细度，以改造炉内燃烧。
5．4 进一步加强设备维护，保证风门挡板操作灵活，便于运行调整。
5．5 锅炉停运前应对所有受热面进行一次全面彻底吹灰，锅炉停运后在锅炉冷却后应及时对炉内进行吹扫，以排出残余的烟气。
5．6 锅炉停机备用期间，要定期对炉内进行干燥处理，适当开启暖风器，进行自然通风，以提高炉管管壁温度到露点以上；另外若油枪雾化及吹扫蒸汽电磁阀关闭不严，还有必要将这些蒸汽手动阀关闭，以防蒸汽漏入炉膛内。
5．7 恢复炉膛卫燃带，以提高炉膛火焰中心温度，缩短煤粉燃尽时间。
另外，为了防止腐蚀进一步加深，还有必要采取如下的措施：
a．努力降低空气预热器的漏风，保证锅炉燃烧所需要的氧量，避免炉内还原气氛的形成。
b．努力提高油枪雾化及吹扫蒸汽电磁阀的严密性，以减少蒸汽的渗漏量。
c．对四管进行防腐处理。比如管壁上刷防腐涂料及电弧喷涂，目前，华能岳阳电厂已经进行过几次试验，从目前的情况来看，有些防腐处理是有效的，暂时未发现有脱落现象，经受机组运行考验的时间较短，有待进一步观察，可以肯定的是，对四管进行表面防腐处理是完全有必要的。
6 结束语
通过对燃料含硫量的控制以及对停炉备用期间锅炉保养措施的改进和落实，在今年2号机大修期间对锅炉四管进行检查时，未发现有明显的腐蚀恶化现象，这证明防范措施是正确、有效的。随着机组装机容量的日益增大和电力市场的变化，今后机组停机备用的时间可能会增多，锅炉四管一旦出现腐蚀，会直接威胁电厂锅炉的安全运行，锅炉四管的防腐工作势在必行，意义重大。