熱電廠供熱管網腐蝕泄露與防護技術研究

劉贇

摘要：本文針對熱電廠供熱管網腐蝕泄露原因展開分析，內容包括溶解氧腐蝕、水體pH值、環境溫度、水體流速、陰離子腐蝕等，通過研究電化學保護技術、調節循環水pH值、補水系統除氧技術、供熱管網運行狀態調整、合理融入緩蝕劑等技術的應用要點，其目的在于延緩熱電廠供熱管網腐蝕速度，延長熱電廠供熱管網使用壽命。

關鍵詞：熱電廠;溶解氧;供熱管網;循環水

依托于熱電廠組建的供熱管網，是利用發電產生的余溫加熱循環水，從而起到為地區用戶提供暖氣保障的作用。一般情況下，供熱管網會埋設在地下，在外部環境、內部環境的影響下，使得供熱管網出現腐蝕問題，造成水泄漏問題。基于此，采取可靠防護技術來提升供熱管網的耐腐性，對于減少資源損耗，延長供熱管網使用壽命有著積極的意義。

1熱電廠供熱管網腐蝕泄露原因

1.1溶解氧腐蝕

在《供熱采暖系統水質及防腐技術規程》（DBJ01-619-2004）中規定，要求補充水和循環水的溶解氧濃度都應小于0.1mg/L。在中性或偏堿性的軟化水中，DO（溶解氧）可以加快腐蝕的速度，即使DO含量很低，也會使得腐蝕很嚴重。有資料表明，當水中DO分別為

0.1mg/L和8mg/L時，腐蝕速度相差40倍。由此可見，供熱管網中溶解氧濃度的增加，使其管網腐蝕速度不斷加快，從而影響到供熱管網的使用壽命。

1.2水體pH值

根據以往實踐經驗可以得知，循環水的pH值也會給供熱管網帶來腐蝕影響。在循環水的pH值低于4.0時，此時水體營造的水體環境，會加快氫的還原反應，使水體中的氫氣得到增加;在循環水的pH值在4.0-7.0之間時，此時水中的氫元素和氧元素會發生還原反應，此時產生的腐蝕作用較小;在循環水的pH值處于7.0-10.0之間時，此時水體中會出現氧的還原反應，此時產生的腐蝕作用最大。根據《供熱采暖系統水質及防腐技術規程》（DBJ01-619-2004）可以了解到，對于鋼制設備要求循環水的pH值介于10～12之間，但此時腐蝕反應仍會進行，速度相對較慢。而pH值增高時OH-會與金屬離子反應生成氫氧化物沉淀，借此來起到抑制金屬腐蝕的作用，減緩了腐蝕速度。

1.3環境溫度

從實際應用情況來看，環境溫度也會導致腐蝕問題。供熱管網營造了相對密閉的環境，提高溫度會加快分子的活動速度，加快水中溶解氧和水中其他離子的交互速度，從而加快腐蝕反應速度。基于統計實驗資料可以了解到，在氧濃度一定的狀態下，內部溫度每提升30℃，那么其產生的腐蝕速度也會加快100%，尤其是在溫度達到90～100℃這一區間時，管網的腐蝕速度也將達到最大值。熱電廠供熱管網中的供水溫度和回水溫度相對較高，在此背景下，也會加快供熱管網的腐蝕速率。

1.4水體流速

為了提高最終的供熱效果，在供熱管網運行期間會保持較高的水體流速，水體的快速流動也會加快物質傳遞速度，并在水體流速超過某一數值時，水體中的溶解氧也會在金屬內部上發生鈍化反應，此時的腐蝕效率將維持在較低水平。但水體流速如果繼續增長，也會沖刷掉金屬表層的鈍化膜，帶來沖擊性腐蝕。通常情況下，熱電廠供熱管網的流速在0.5-2m/s，如果出現超過此流速的情況，也將導致供熱管網的腐蝕，增加泄露問題的發生概率。

1.5陰離子腐蝕

除上述提到腐蝕因素外，在熱電廠供熱管網的運行中，陰離子也是重要的影響因素。再循環水中，存在硝酸根、硫酸根、氯離子等陰離子，此類活性離子的半徑較小，具備良好的極化度和穿透性，從而破壞掉金屬表面已經形成的鈍化膜，導致金屬材料表面腐蝕性問題。而且不同陰離子對于供熱管道的腐蝕速度也存在較大差異，基于以往經驗這些陰離子的腐蝕排序如下：高氯酸根>氯離子>硫酸根>醋酸根>硝酸根。

2熱電廠供熱管網腐蝕防護技術

2.1電化學保護技術

在熱電廠供熱管網腐蝕防護中，電化學保護技術的應用范圍較廣，可起到良好的保護作用。其作用原理是將供熱管網中的水體作為電化學發生載體，借助陰陽極所發生的電子變換來完成腐蝕保護。此類防護方法在應用中，主要適用于熱電廠露出地面的供熱管道，主要在節點部位進行防護，

但是對于地下埋藏的供熱管道無法起到良好的防護效果，同時其經濟性相對較弱，應用效果較差。

2.2調節循環水pH值

在對熱電廠供熱管網運行期間，調節循環水pH值也屬于重要的防護方法。結合熱電廠運行特點，在對循環水pH值進行調節時的常用方法如下：第一，向水體環境中添加堿性物質，常用物質包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨水等，具體的添加量需結合循環水初始pH值來進行計算，以均衡循環水的pH值。第二，在循環水通入供熱管道之前，可以將循環水先通入到含有堿性物質的過濾池，借助不同堿性調節劑來調整pH值，從而利用鈍化反應來提高材料的抗腐蝕性。基于以往實踐經驗可以得知，常用調節劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨水等，調節效果的排序為氫氧化鈉>氨水>碳酸鈉>碳酸氫鈉[1]。

2.3補水系統除氧技術

從實際應用情況來看，補水系統除氧技術也是目前工業生產中常用的除氧方法，從而降低循環水中的溶解氧濃度。在除氧劑的研究應用中，最早推出并且使用的無機除氧劑為亞硫酸鈉，其運行工藝的成熟度較高，同時具備良好的經濟性;聯氨也是目前使用較多的除氧劑，其具備一定的毒性，也屬于應用廣泛的材料;肟類化合物作為一種新型的有機除氧劑，目前在電熱廠供熱管網中應用較多，但是其使用價格較高，而且現場應用資料較少，因此無法進行大范圍推廣，只是在少部分電廠供熱管網中得到了應用[2]。

2.4供熱管網運行狀態調整

在供熱管網停用后再次啟用時，因為不銹鋼管道內長期未進入水體，在空氣、水分因素影響下，使得內壁上附著了大量鐵質，此時直接通入循環水，也會增加水體中鐵元素含量，增加腐蝕問題的發生速率。基于此在實際應用中，也需要做好供熱管網排污和沖洗工作，同時也需要做好水質檢查工作，等待水質檢查合格后，再將循環水通入到管網當中。等待供熱管網運行一段時間后，也會從供熱管網的最底部再次進行排污，從而將循環水中的鐵元素濃度控制在合理范圍內，從而提高供熱系統工作狀態的穩定性[3]。

2.5合理融入緩蝕劑

除上述提到的防腐辦法外，也可以通過融入緩蝕劑來提升管網的耐腐性。從目前的使用情況來看，常用緩蝕劑可分為以下幾種類型：第一，無機緩蝕劑，常用無機緩蝕劑包括鉬酸鹽、鎢酸鹽、磷系緩蝕劑、鋅鹽等，結合實際情況計算合理用量，以提高系統運行結果的穩定性。第二，有機緩蝕劑，常用有機緩蝕劑包括有機膦系緩蝕劑、有機胺類緩蝕劑、葡萄糖酸鹽類緩蝕劑等。第三，天然化合物類緩蝕劑，常用天然化合物類緩蝕劑包括聚磷酸鹽、氨基酸鹽等，結合實際情況計算合理用量，維持系統運行狀態的穩定性[4]。

結束語

綜上所述，在電熱廠供熱管網運行中，腐蝕性問題直接威脅到系統運行安全性和穩定性，基于此類問題出現原因，擬定合理的防護技術，不僅可以提升供熱管網的運行穩定性，而且對于延長供熱管網使用壽命有著積極的意義。

參考文獻：

[1]趙成軍.供熱管網防腐保溫技術探討[J].廣西城鎮建設，2021（03）：

95-97.

[2]田琦，呂淑然.基于IAHP的城市供熱管網泄漏風險分析[J].安全，2020，41（11）：9-15.

[3]王佳.熱水供熱管網的腐蝕與防護措施[J].全面腐蝕控制，2019，33（09）：90-91.

[4]燕春生.直埋敷設供熱管網的防腐蝕問題分析[J].全面腐蝕控制，2019，33（05）：71-72.