磨損與腐蝕的協(xié)同作用下會(huì)加速煙氣脫硫泵的損壞

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  由于FGD裝置內(nèi)流動(dòng)的主要是石灰石、石膏漿液以及其他一些雜質(zhì)，當(dāng)流體以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其中的所含固體物質(zhì)會(huì)對(duì)設(shè)備、管道和管件造成磨損。當(dāng)有些部位存在腐蝕現(xiàn)象時(shí)，這種磨損不斷使材料暴露出新的表面，為腐蝕提供了良好的條件。在這種磨損與腐蝕的協(xié)同作用下，材料損壞會(huì)加速進(jìn)行，危害十分嚴(yán)重。為了防止材料磨損，在實(shí)際工程中，除了使用耐磨材料以外，為了避免因流體流速過(guò)高而導(dǎo)致局部湍流或撞擊，必須選定合適的流速，排除極端的節(jié)流構(gòu)件。

  FGD裝置內(nèi)部工作環(huán)境十分復(fù)雜，固體、液體、氣體相互混合，酸堿交融，冷熱交替，煙氣中固態(tài)和氣態(tài)成分、煙氣流速、溫度以及漿液pH值、F、C-，顆粒物的沖刷和沉積腐蝕等影響因素眾多，會(huì)導(dǎo)致FGD裝置各部件不同程度的腐蝕。

  實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，在燃燒煤質(zhì)不變時(shí)，隨鍋爐排煙溫度升高，煙氣中SO3濃度增大，會(huì)加劇FGD的酸性腐蝕，這與鍋爐煙氣側(cè)發(fā)生的化學(xué)與物理過(guò)程有關(guān)。溫度對(duì)SO2轉(zhuǎn)化成SO3的化學(xué)過(guò)程影響很大，呈指數(shù)關(guān)系，溫度高，轉(zhuǎn)化率就高，如果排煙溫度高是由于爐內(nèi)溫度升高引起，則SO3濃度將增大。同時(shí)還存在煙氣中飛灰與未燃碳吸附SO3的物理過(guò)程溫度高，吸附率降低，因此，排煙溫度升高，煙氣中SO3濃度也會(huì)增大。

  造成腐蝕的主要因素有SO2和SO3、SO7和SO、C1和F、磨損與腐蝕的協(xié)同作用等。經(jīng)測(cè)定，在正常運(yùn)行工況下，系統(tǒng)鋼制設(shè)備的腐蝕率達(dá)1.25mm/a,個(gè)別部位達(dá)到5mm/a。從金屬腐蝕機(jī)理來(lái)講，可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、結(jié)晶腐蝕和磨損腐蝕。

  (1)化學(xué)腐蝕。煙氣中的腐蝕性介質(zhì)在定條件下與鋼鐵直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)金屬構(gòu)成腐蝕。化學(xué)腐體發(fā)生在非電解質(zhì)溶液或干燥氣體中，在腐蝕過(guò)程不產(chǎn)生電流。煙氣中的SO2和SO3以及HCI造成的金屬腐蝕即屬于此類(lèi)。部分反應(yīng)如下: 

  (2)電化學(xué)腐蝕，當(dāng)金屬表面存在電解質(zhì)溶液時(shí)，腐蝕過(guò)程中有局部電流產(chǎn)生，使金屬逐漸銹蝕。在金屬表而發(fā)生電化學(xué)腐蝕的部分反應(yīng)如下這種電化學(xué)腐蝕在焊縫接點(diǎn)處更容易發(fā)生。

  (3)結(jié)晶腐蝕。石灰石濕法脫硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣或硫酸鈣可以滲入到材料的毛細(xì)孔內(nèi)。當(dāng)脫硫系統(tǒng)停運(yùn)后，在自然干燥狀態(tài)下生成的結(jié)晶型鹽類(lèi)體積膨脹，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，致使表皮脫落、粉化、疏松或產(chǎn)生裂縫造成金屬腐蝕。特別是在干濕交替作用下，帶結(jié)晶水鹽類(lèi)的體積可增長(zhǎng)數(shù)倍乃至數(shù)十倍，腐蝕更加嚴(yán)重。這就是閑置的脫硫設(shè)備比經(jīng)常運(yùn)行時(shí)更容易發(fā)生腐蝕損壞的主要原因。

  (4)磨損與腐蝕的協(xié)同作用。這種腐蝕是一種包括機(jī)械、化學(xué)和電化學(xué)聯(lián)合作用的復(fù)雜過(guò)程。在快速流動(dòng)的流體及其攜帶的固體顆粒的作用下，金屬以水化離子的形式進(jìn)入溶液。尤其當(dāng)湍流較強(qiáng)烈時(shí)，腐蝕表現(xiàn)得更加明顯。

一方面，在湍流作用下加快了金屬表面腐蝕劑的補(bǔ)充以及腐蝕產(chǎn)物的輸運(yùn)，從而增加了金屬腐蝕相關(guān)的反應(yīng)速率: 另一方面，湍流對(duì)金屬表面產(chǎn)生一個(gè)切應(yīng)力，它可以將已經(jīng)形成的腐蝕產(chǎn)物從金屬表面剝離。如果流體中含有固體顆粒，則這種切應(yīng)力的力矩顯著增大，造成金屬磨損，磨損后的金屬暴露出新的表面，腐蝕進(jìn)一步深入。因此，這種磨損與磨蝕的協(xié)同致使材料損壞加速進(jìn)行，危害更加嚴(yán)重。