1000MW燃煤机组水冷壁管腐蚀特性研究

发布时间：2018-01-05 19:24

  本文关键词：1000MW燃煤机组水冷壁管腐蚀特性研究　出处：《长沙理工大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随我国电力需求的日益增长和发电技术的不断发展,1000MW等大容量高参数的超(超)临界燃煤机组逐渐成为我国电力保障的重要力量。然而,参数越高,水汽循环对于杂质侵入的容忍性也越低。尤其对于超(超)临界燃煤发电机组,由于其不具有汽包的结构特点,侵蚀性阴离子进入将对其经济安全运行造成严重威胁。水冷壁作为电站锅炉重要的受热蒸发面,一旦发生故障将造成严重的经济损失,甚至产生不良的社会影响。本课题通过高压釜内静态挂片实验,采用透反射金相显微镜、X-射线衍射分析(XRD)、火焰原子吸收及扫描电镜(SEM)等技术研究了1000MW超超临界锅炉水冷壁管在模拟还原性全挥发处理AVT(R)和含氧的氧化性水工况OT中的成膜特性,分析了不同工况下Cl"和SO42-对水冷壁管的腐蚀特性,比较了不同工况及运行条件下水冷壁管腐蚀与成膜特性。研究结果如下：(1)在300℃,8.5MPa不含Cl-和8042-的模拟AVT(R)及OT工况中试片表面发生电化学反应,表面生成黑色钝化膜且未发生点蚀。由于AVT (R)溶液为还原性无氧环境,反应受试片表面化学成分及组织结构不均一性等因素的影响相对较弱,钝化膜氧化物颗粒相对较小且均匀。模拟OT溶液为氧化性含氧环境,反应受试片表面化学组分及组织结构等因素影响相对较大,钝化膜氧化物颗粒相对较大且在局部表现为不均匀状态。(2)在300℃,8.5MPa含Cl-、SO42-或Cl-/SO42-的模拟AVT(R)和OT工况下,试片表面除生成黑色氧化膜外还发生不同程度的点蚀。在模拟AVT (R)溶液中,残余氧气的影响基本可以忽略,侵蚀性离子的存在仅使试片发生少量点蚀。在模拟OT溶液中,氧气和侵蚀性阴离子促进了点蚀的发生和发展,钝化膜的完整性被严重破坏。(3)在450℃、25MPa的超临界模拟OT工况下,试片表面主要发生化学反应,表面形成黑色钝化膜且未发生点蚀。温度较高及少量氧气的存在促进了钝化膜的形成和修复,减弱了试片表面化学成分及组织结构不均一性等因素对试片反应的影响。在不含侵蚀性阴离子的超临界模拟工况下,形成的钝化膜颗粒均匀且尺寸相对较大。在含侵蚀性阴离子的超临界模拟工况下,由于无机盐溶解度及解离度在超临界条件下较低,C1-和SO42-的腐蚀性较弱,试片表面形成少量深色斑点,但并未发生点蚀。另外,由于C1和SO4不同的溶解特性,在测试条件下,在含C1-工况溶液中的试片深色点的数量远高于含8O42-工况中的试片。(4)在300℃,8.5MPa含Cl-、SO42-或Cl-、SO42-的模拟AVT(R)和OT工况下,无论模拟工况是否含有S,点蚀区域均有S存在；在含Cl-的模拟工况溶液中试片点蚀区域未检出Cl的存在。测试条件下,试片在含或不含Cl-和S042-的300℃、8.5MPa模拟OT和AVT(R)工况及450℃、25MPa不含Cl-和S042-的超临界模拟工况中恒温恒压6h后,表面钝化膜均为Fe3O4。(5)水溶液中的溶解氧对于金属的腐蚀具有双重作用：在不含侵蚀性阴离子的模拟工况溶液中,溶解氧能够促进水冷壁管试片表面钝化膜的形成；在含有Cl-、SO42-的模拟OT工况溶液中它为阴极去极化剂,对于点蚀的发生和发展具有促进作用,同时能够促进阳极产物Fe2+的沉积。在相同Cl-、SO42-浓度下,模拟AVT(R)工况炉水中Fe含量高于模拟OT,且侵蚀性离子的加入并未明显引起模拟AVT(R)工况溶液Fe含量升高。(6)在模拟OT工况下,Cl-、SO42-的存在促进了点蚀的发生和发展,还促进了钝化膜的溶解,随侵蚀性阴离子浓度增加溶解促进作用增加,且促进溶解作用：Cl-/7SO42-SO42-Cl-。在侵蚀性阴离子含量相同的模拟OT工况下,相同离子对不同材料的促进作用略有不同。随测试时间增加,Cl-、SO42-的存在促进模拟OT工况溶液中Fe含量增加。(7)在三种测试条件下,氧化物颗粒大小和成膜情况为OT(450℃/25MPa) OT (300℃/8.5MPa) AVT(R) (300℃/8.5MPa),颗粒均匀性OT (450℃/25MPa) OT (300℃/8.5MPa), AVT(R) (300℃/8.5MPa) OT(300℃/8.5MPa),侵蚀性阴离子对水冷壁管试片的危害性为OT(450℃/25MPa) AVT(R)(300℃/8.5MPa)OT(300℃/8.5MPa)。
[Abstract]:The results are as follows : ( 1 ) In the simulated AVT ( R ) solution containing Cl - , SO _ 2 - or Cl - / SO _ 2 - - based simulated AVT ( R ) and OT working conditions , the corrosion and film - forming properties of the water - cooled wall pipe under different working conditions and operating conditions have been studied . Under the condition of supercritical simulation with Cl - , SO _ 2 - and Cl - , SO _ 2 - or Cl - , SO _ 4 ~ ( 2 - ) , there is no pitting corrosion . ( 6 ) Under the simulated OT condition , the existence of Cl - , SO _ 4 ~ ( 2 - ) promoted the occurrence and development of pitting corrosion , but also promoted the dissolution of the passivation film . As the test time increased , the presence of Cl - , SO _ 2 - SO _ 2 - Cl - was slightly different for different materials . ( 7 ) Under the conditions of three test conditions , the size and film forming conditions of the oxide particles were OT ( 300 鈩，

本文编号：1384503