电厂锅炉受热面腐蚀及预防措施

刘斌

摘 要：锅炉受热面腐蚀问题长期以来一直是导致国内外火电机组强迫停机的主要原因。我国火电事故的统计表明电站锅炉受热面管子由于腐蚀爆漏约占全部锅炉事故的70%， 其中过热器再热器约占35%。而且随着旧机组服役时间的增加及新机组投产量和参数的提高， 这类事故还有逐年上升的趋势， 是影响安全发供电的主要因素。本文分析了锅炉高温腐蚀的成因和特点， 提出一些预防锅炉高温腐蚀的措施， 以求对锅炉的安全经济运行有所裨益。

关键词：电厂锅炉;受热面腐蚀;预防措施

1引言

锅炉受热面主要是指锅炉的水冷壁， 过热器， 省煤器， 再热器， 其中再热器只存在于大容量锅炉上。水冷壁、过热器、省煤器、再热器主要由各种直径的管子组成， 其外部是高温火焰和烟气， 通过辐射或对流将热量传递给内部流动的高压汽水介质， 火电厂一旦发生受热面泄漏就只有采取强迫停炉， 进行抢修， 严重影响火力发电厂的正常生产， 造成巨大的经济损失。因此， 锅炉受热面的安全稳定运行， 直接与电厂的安全稳定经济运行联系在一起， 有效地减少和防止锅炉受热面泄漏可以为企业带来巨大经济利益和社会效益。

2 锅炉腐蚀的成因和特点

锅炉停用期间， 因空气进入锅内发生结露、锅水与空气中的氧气对锅炉钢材产生的侵蚀叫停炉腐蚀。当下列三个因素同时存在时， 停炉腐蚀就有可能发生：

2.1 锅炉金属表面没有足够的保护膜 （包括水垢、油漆或疏水性烷基化合物） 使之与空气、水隔离;

2.2 停炉期间锅炉压力低于大气压力， 空气侵入锅炉内时氧气作为钢材腐蚀的氧化剂;

2.3锅炉内有水或空气中的水蒸汽在锅内结露产生水滴， 成为腐蚀的中间介质。当锅内的水为酸性或强碱性时可单独构成腐蚀， 水中有较高浓度的CL-、SO42-时， 可加速停炉腐蚀。与自然环境中的钢材在水中腐蚀不同的是， 在锅炉内， 由于水难以蒸发干燥， 而水蒸汽 （包括空氣中的水蒸汽） 极易结露形成水滴， 所以产生的腐蚀大多数为局部腐蚀或氧浓差电池腐蚀， 与一般腐蚀相比， 破坏性更大。

3电厂锅炉受热面腐蚀的预防措施

3.1加强水冷壁管的给水含铁量检测， 定期清洗结垢水冷壁

由于水冷壁管是凝气的设备， 一旦它受到腐蚀就会导致水汽泄露， 从而导致锅炉受到一定影响。如果水冷壁管鼓包或者腐蚀穿孔， 便会使给水硬度超过工业标准， 进而更容易导致腐蚀现象。本文介绍了以下几种预防给水硬度超标的手段：其一， 工作人员可以定期检查给水含铁量， 严格控制水硬度， 使其不超过工业标准。其二， 如果污垢已经产生， 工作人员需要立即使用化学剂清除污垢。其三， 如果存在部分机组的给水纯度略高， 则工作人员可以使用添加氧气等措施进行挥发性处理， 此外， 工作人员能够以实践工作中的管道和阀门材料为参考， 灵活运用其他手段解决问题。

3.2 预防水冷壁管发生氢损坏

污垢的产生会造成锅炉水趋向于酸性， 在水冷壁管垢下凝结水系统的酸性盐类会发生浓缩， 此外， 在水冷壁管中的氢原子会在金属组织内与碳化铁产生化学反应， 生成甲烷， 从而降低钢材晶间强度。一旦壁管受到损害， 虽然管壁厚度不会受到影响， 但是可能发生壁管破裂的现象。现有的探伤技术依旧无法准确检查水冷壁管的问题， 无形中提高解决问题的难度。如果管壁界沟流受到严重腐蚀， 则管道可能发生爆裂， 造成不可预估的后果。所以有关部门必须反复检查壁管， 可以采用割管等手段， 只有这样， 才能检测到氢损坏故障。为减少和防止壁管发生损坏， 有关部门可以调节水量以及PH值来预防水冷壁管受到腐蚀， 同时减少污垢的产生;工作人员一旦检查出污垢则需立刻清除并反复清洗壁管;定时查看饱和蒸汽中的氢分子含量。

3.3 预防高温腐蚀

水冷壁管近火面会迅速升温， 加上各类化合物反应， 壁管的腐蚀速度加快， 致使壁管厚度减小， 甚至壁管由于过高的温度而使保护层被破坏， 导致里层的金属材料受到腐蚀。一旦金属材料受到腐蚀以及锅炉产生的高压， 进而导致水冷壁管出现爆裂， 不仅威胁周边区域的零部件， 甚至使附近管道全部受到破坏。如今， 预防此类事故的主要措施有以下几点：其一， 工作人员可以选用其他金属材料代替钢材， 例如铝管等， 或者利用火焰喷涂提高金属性能。其二， 工作人员需要合理控制喷燃器的烟气氧量和喷射角度， 防止粉末以及气体触碰壁管。其三， 工作人员可使用二次燃烧或者低氧燃烧来减少烟气氧量。

3.4预防低温腐蚀

所谓低温腐蚀， 是受热面上经烟气中的亚硫酸、硫酸在低露点出现凝结， 进而产生腐蚀现象。而产生低温腐蚀现象的核心因素为温度以及硫元素含量。通常情况下， 低温腐蚀常出现于空气预热设备中， 虽然此类腐蚀不会引发严重的事故， 但依然会对机械运转造成一定的负面影响， 降低工作效率， 使锅炉燃烧变得难以调控。本文将介绍两种预防低温腐蚀的方式， 其一， 工作人员可以改装设备， 例如添加暖风器等装置， 能够显著减小低温腐蚀的概率。其二， 工作人员可以舍弃油煤材料， 而选用不易产生低温腐蚀的无硫或者少硫煤材料， 也可以显著降低低温腐蚀的风险。

4 结语

锅炉是电厂主要的生产设备， 其运行质量的好坏不仅关系到电厂整体工作的稳定发展， 更关系到锅炉操作人员的人身安全。而锅炉在运行期间， 由于其周围的温度较高， 易造成高温腐蚀， 当锅炉停止运行时， 锅内会进入一定的空气并发生锅水或结露， 而水分中的氯离子和硫酸根离子对锅炉钢材具有较强的腐蚀作用， 锅炉受热面的腐蚀不仅会导致其自身的运行性能降低， 导致设备被迫停止运行， 甚至还会引发严重的管道爆漏安全事故， 为此需不断加强锅炉受热面的防腐措施， 通过加强水冷壁管的给水含铁量检测， 定期清洗结垢水冷壁、预防水冷壁管发生氢损坏、做好水冷壁向火侧的高温防腐蚀预防以及受热面的空气预热器中低温防腐蚀预防工作， 才能有效降低和减少锅炉受热面的腐蚀程度， 从而促进锅炉火电机组设备安全、稳定运行， 提高电力生产整体的工作效益。

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