電廠鍋爐受熱面腐蝕及預防措施

劉斌

摘 要：鍋爐受熱面腐蝕問題長期以來一直是導致國內外火電機組強迫停機的主要原因。我國火電事故的統計表明電站鍋爐受熱面管子由于腐蝕爆漏約占全部鍋爐事故的70%， 其中過熱器再熱器約占35%。而且隨著舊機組服役時間的增加及新機組投產量和參數的提高， 這類事故還有逐年上升的趨勢， 是影響安全發供電的主要因素。本文分析了鍋爐高溫腐蝕的成因和特點， 提出一些預防鍋爐高溫腐蝕的措施， 以求對鍋爐的安全經濟運行有所裨益。

關鍵詞：電廠鍋爐;受熱面腐蝕;預防措施

1引言

鍋爐受熱面主要是指鍋爐的水冷壁， 過熱器， 省煤器， 再熱器， 其中再熱器只存在于大容量鍋爐上。水冷壁、過熱器、省煤器、再熱器主要由各種直徑的管子組成， 其外部是高溫火焰和煙氣， 通過輻射或對流將熱量傳遞給內部流動的高壓汽水介質， 火電廠一旦發生受熱面泄漏就只有采取強迫停爐， 進行搶修， 嚴重影響火力發電廠的正常生產， 造成巨大的經濟損失。因此， 鍋爐受熱面的安全穩定運行， 直接與電廠的安全穩定經濟運行聯系在一起， 有效地減少和防止鍋爐受熱面泄漏可以為企業帶來巨大經濟利益和社會效益。

2 鍋爐腐蝕的成因和特點

鍋爐停用期間， 因空氣進入鍋內發生結露、鍋水與空氣中的氧氣對鍋爐鋼材產生的侵蝕叫停爐腐蝕。當下列三個因素同時存在時， 停爐腐蝕就有可能發生：

2.1 鍋爐金屬表面沒有足夠的保護膜 （包括水垢、油漆或疏水性烷基化合物） 使之與空氣、水隔離;

2.2 停爐期間鍋爐壓力低于大氣壓力， 空氣侵入鍋爐內時氧氣作為鋼材腐蝕的氧化劑;

2.3鍋爐內有水或空氣中的水蒸汽在鍋內結露產生水滴， 成為腐蝕的中間介質。當鍋內的水為酸性或強堿性時可單獨構成腐蝕， 水中有較高濃度的CL-、SO42-時， 可加速停爐腐蝕。與自然環境中的鋼材在水中腐蝕不同的是， 在鍋爐內， 由于水難以蒸發干燥， 而水蒸汽 （包括空氣中的水蒸汽） 極易結露形成水滴， 所以產生的腐蝕大多數為局部腐蝕或氧濃差電池腐蝕， 與一般腐蝕相比， 破壞性更大。

3電廠鍋爐受熱面腐蝕的預防措施

3.1加強水冷壁管的給水含鐵量檢測， 定期清洗結垢水冷壁

由于水冷壁管是凝氣的設備， 一旦它受到腐蝕就會導致水汽泄露， 從而導致鍋爐受到一定影響。如果水冷壁管鼓包或者腐蝕穿孔， 便會使給水硬度超過工業標準， 進而更容易導致腐蝕現象。本文介紹了以下幾種預防給水硬度超標的手段：其一， 工作人員可以定期檢查給水含鐵量， 嚴格控制水硬度， 使其不超過工業標準。其二， 如果污垢已經產生， 工作人員需要立即使用化學劑清除污垢。其三， 如果存在部分機組的給水純度略高， 則工作人員可以使用添加氧氣等措施進行揮發性處理， 此外， 工作人員能夠以實踐工作中的管道和閥門材料為參考， 靈活運用其他手段解決問題。

3.2 預防水冷壁管發生氫損壞

污垢的產生會造成鍋爐水趨向于酸性， 在水冷壁管垢下凝結水系統的酸性鹽類會發生濃縮， 此外， 在水冷壁管中的氫原子會在金屬組織內與碳化鐵產生化學反應， 生成甲烷， 從而降低鋼材晶間強度。一旦壁管受到損害， 雖然管壁厚度不會受到影響， 但是可能發生壁管破裂的現象。現有的探傷技術依舊無法準確檢查水冷壁管的問題， 無形中提高解決問題的難度。如果管壁界溝流受到嚴重腐蝕， 則管道可能發生爆裂， 造成不可預估的后果。所以有關部門必須反復檢查壁管， 可以采用割管等手段， 只有這樣， 才能檢測到氫損壞故障。為減少和防止壁管發生損壞， 有關部門可以調節水量以及PH值來預防水冷壁管受到腐蝕， 同時減少污垢的產生;工作人員一旦檢查出污垢則需立刻清除并反復清洗壁管;定時查看飽和蒸汽中的氫分子含量。

3.3 預防高溫腐蝕

水冷壁管近火面會迅速升溫， 加上各類化合物反應， 壁管的腐蝕速度加快， 致使壁管厚度減小， 甚至壁管由于過高的溫度而使保護層被破壞， 導致里層的金屬材料受到腐蝕。一旦金屬材料受到腐蝕以及鍋爐產生的高壓， 進而導致水冷壁管出現爆裂， 不僅威脅周邊區域的零部件， 甚至使附近管道全部受到破壞。如今， 預防此類事故的主要措施有以下幾點：其一， 工作人員可以選用其他金屬材料代替鋼材， 例如鋁管等， 或者利用火焰噴涂提高金屬性能。其二， 工作人員需要合理控制噴燃器的煙氣氧量和噴射角度， 防止粉末以及氣體觸碰壁管。其三， 工作人員可使用二次燃燒或者低氧燃燒來減少煙氣氧量。

3.4預防低溫腐蝕

所謂低溫腐蝕， 是受熱面上經煙氣中的亞硫酸、硫酸在低露點出現凝結， 進而產生腐蝕現象。而產生低溫腐蝕現象的核心因素為溫度以及硫元素含量。通常情況下， 低溫腐蝕常出現于空氣預熱設備中， 雖然此類腐蝕不會引發嚴重的事故， 但依然會對機械運轉造成一定的負面影響， 降低工作效率， 使鍋爐燃燒變得難以調控。本文將介紹兩種預防低溫腐蝕的方式， 其一， 工作人員可以改裝設備， 例如添加暖風器等裝置， 能夠顯著減小低溫腐蝕的概率。其二， 工作人員可以舍棄油煤材料， 而選用不易產生低溫腐蝕的無硫或者少硫煤材料， 也可以顯著降低低溫腐蝕的風險。

4 結語

鍋爐是電廠主要的生產設備， 其運行質量的好壞不僅關系到電廠整體工作的穩定發展， 更關系到鍋爐操作人員的人身安全。而鍋爐在運行期間， 由于其周圍的溫度較高， 易造成高溫腐蝕， 當鍋爐停止運行時， 鍋內會進入一定的空氣并發生鍋水或結露， 而水分中的氯離子和硫酸根離子對鍋爐鋼材具有較強的腐蝕作用， 鍋爐受熱面的腐蝕不僅會導致其自身的運行性能降低， 導致設備被迫停止運行， 甚至還會引發嚴重的管道爆漏安全事故， 為此需不斷加強鍋爐受熱面的防腐措施， 通過加強水冷壁管的給水含鐵量檢測， 定期清洗結垢水冷壁、預防水冷壁管發生氫損壞、做好水冷壁向火側的高溫防腐蝕預防以及受熱面的空氣預熱器中低溫防腐蝕預防工作， 才能有效降低和減少鍋爐受熱面的腐蝕程度， 從而促進鍋爐火電機組設備安全、穩定運行， 提高電力生產整體的工作效益。

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