本文關(guān)鍵詞：1000MW燃煤機組水冷壁管腐蝕特性研究　出處：《長沙理工大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨我國電力需求的日益增長和發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展,1000MW等大容量高參數(shù)的超(超)臨界燃煤機組逐漸成為我國電力保障的重要力量。然而,參數(shù)越高,水汽循環(huán)對于雜質(zhì)侵入的容忍性也越低。尤其對于超(超)臨界燃煤發(fā)電機組,由于其不具有汽包的結(jié)構(gòu)特點,侵蝕性陰離子進入將對其經(jīng)濟安全運行造成嚴重威脅。水冷壁作為電站鍋爐重要的受熱蒸發(fā)面,一旦發(fā)生故障將造成嚴重的經(jīng)濟損失,甚至產(chǎn)生不良的社會影響。本課題通過高壓釜內(nèi)靜態(tài)掛片實驗,采用透反射金相顯微鏡、X-射線衍射分析(XRD)、火焰原子吸收及掃描電鏡(SEM)等技術(shù)研究了1000MW超超臨界鍋爐水冷壁管在模擬還原性全揮發(fā)處理AVT(R)和含氧的氧化性水工況OT中的成膜特性,分析了不同工況下Cl"和SO42-對水冷壁管的腐蝕特性,比較了不同工況及運行條件下水冷壁管腐蝕與成膜特性。研究結(jié)果如下：(1)在300℃,8.5MPa不含Cl-和8042-的模擬AVT(R)及OT工況中試片表面發(fā)生電化學反應(yīng),表面生成黑色鈍化膜且未發(fā)生點蝕。由于AVT (R)溶液為還原性無氧環(huán)境,反應(yīng)受試片表面化學成分及組織結(jié)構(gòu)不均一性等因素的影響相對較弱,鈍化膜氧化物顆粒相對較小且均勻。模擬OT溶液為氧化性含氧環(huán)境,反應(yīng)受試片表面化學組分及組織結(jié)構(gòu)等因素影響相對較大,鈍化膜氧化物顆粒相對較大且在局部表現(xiàn)為不均勻狀態(tài)。(2)在300℃,8.5MPa含Cl-、SO42-或Cl-/SO42-的模擬AVT(R)和OT工況下,試片表面除生成黑色氧化膜外還發(fā)生不同程度的點蝕。在模擬AVT (R)溶液中,殘余氧氣的影響基本可以忽略,侵蝕性離子的存在僅使試片發(fā)生少量點蝕。在模擬OT溶液中,氧氣和侵蝕性陰離子促進了點蝕的發(fā)生和發(fā)展,鈍化膜的完整性被嚴重破壞。(3)在450℃、25MPa的超臨界模擬OT工況下,試片表面主要發(fā)生化學反應(yīng),表面形成黑色鈍化膜且未發(fā)生點蝕。溫度較高及少量氧氣的存在促進了鈍化膜的形成和修復(fù),減弱了試片表面化學成分及組織結(jié)構(gòu)不均一性等因素對試片反應(yīng)的影響。在不含侵蝕性陰離子的超臨界模擬工況下,形成的鈍化膜顆粒均勻且尺寸相對較大。在含侵蝕性陰離子的超臨界模擬工況下,由于無機鹽溶解度及解離度在超臨界條件下較低,C1-和SO42-的腐蝕性較弱,試片表面形成少量深色斑點,但并未發(fā)生點蝕。另外,由于C1和SO4不同的溶解特性,在測試條件下,在含C1-工況溶液中的試片深色點的數(shù)量遠高于含8O42-工況中的試片。(4)在300℃,8.5MPa含Cl-、SO42-或Cl-、SO42-的模擬AVT(R)和OT工況下,無論模擬工況是否含有S,點蝕區(qū)域均有S存在；在含Cl-的模擬工況溶液中試片點蝕區(qū)域未檢出Cl的存在。測試條件下,試片在含或不含Cl-和S042-的300℃、8.5MPa模擬OT和AVT(R)工況及450℃、25MPa不含Cl-和S042-的超臨界模擬工況中恒溫恒壓6h后,表面鈍化膜均為Fe3O4。(5)水溶液中的溶解氧對于金屬的腐蝕具有雙重作用：在不含侵蝕性陰離子的模擬工況溶液中,溶解氧能夠促進水冷壁管試片表面鈍化膜的形成；在含有Cl-、SO42-的模擬OT工況溶液中它為陰極去極化劑,對于點蝕的發(fā)生和發(fā)展具有促進作用,同時能夠促進陽極產(chǎn)物Fe2+的沉積。在相同Cl-、SO42-濃度下,模擬AVT(R)工況爐水中Fe含量高于模擬OT,且侵蝕性離子的加入并未明顯引起模擬AVT(R)工況溶液Fe含量升高。(6)在模擬OT工況下,Cl-、SO42-的存在促進了點蝕的發(fā)生和發(fā)展,還促進了鈍化膜的溶解,隨侵蝕性陰離子濃度增加溶解促進作用增加,且促進溶解作用：Cl-/7SO42-SO42-Cl-。在侵蝕性陰離子含量相同的模擬OT工況下,相同離子對不同材料的促進作用略有不同。隨測試時間增加,Cl-、SO42-的存在促進模擬OT工況溶液中Fe含量增加。(7)在三種測試條件下,氧化物顆粒大小和成膜情況為OT(450℃/25MPa) OT (300℃/8.5MPa) AVT(R) (300℃/8.5MPa),顆粒均勻性O(shè)T (450℃/25MPa) OT (300℃/8.5MPa), AVT(R) (300℃/8.5MPa) OT(300℃/8.5MPa),侵蝕性陰離子對水冷壁管試片的危害性為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，

本文編號：1384503