電廠鍋爐受熱面腐蝕及預(yù)防措施

劉斌

摘 要：鍋爐受熱面腐蝕問題長期以來一直是導(dǎo)致國內(nèi)外火電機組強迫停機的主要原因。我國火電事故的統(tǒng)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(chǎn)量和參數(shù)的提高， 這類事故還有逐年上升的趨勢， 是影響安全發(fā)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(yù)防鍋爐高溫腐蝕的措施， 以求對鍋爐的安全經(jīng)濟運行有所裨益。

關(guān)鍵詞：電廠鍋爐;受熱面腐蝕;預(yù)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?qū)α鲗崃總鬟f給內(nèi)部流動的高壓汽水介質(zhì)， 火電廠一旦發(fā)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(fā)電廠的正常生產(chǎn)， 造成巨大的經(jīng)濟損失。因此， 鍋爐受熱面的安全穩(wěn)定運行， 直接與電廠的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行聯(lián)系在一起， 有效地減少和防止鍋爐受熱面泄漏可以為企業(yè)帶來巨大經(jīng)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(nèi)發(fā)生結(jié)露、鍋水與空氣中的氧氣對鍋爐鋼材產(chǎn)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(fā)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(nèi)時氧氣作為鋼材腐蝕的氧化劑;

2.3鍋爐內(nèi)有水或空氣中的水蒸汽在鍋內(nèi)結(jié)露產(chǎn)生水滴， 成為腐蝕的中間介質(zhì)。當鍋內(nèi)的水為酸性或強堿性時可單獨構(gòu)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(huán)境中的鋼材在水中腐蝕不同的是， 在鍋爐內(nèi)， 由于水難以蒸發(fā)干燥， 而水蒸汽 （包括空氣中的水蒸汽） 極易結(jié)露形成水滴， 所以產(chǎn)生的腐蝕大多數(shù)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(yù)防措施

3.1加強水冷壁管的給水含鐵量檢測， 定期清洗結(jié)垢水冷壁

由于水冷壁管是凝氣的設(shè)備， 一旦它受到腐蝕就會導(dǎo)致水汽泄露， 從而導(dǎo)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(yè)標準， 進而更容易導(dǎo)致腐蝕現(xiàn)象。本文介紹了以下幾種預(yù)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(yè)標準。其二， 如果污垢已經(jīng)產(chǎn)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(fā)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(yù)防水冷壁管發(fā)生氫損壞

污垢的產(chǎn)生會造成鍋爐水趨向于酸性， 在水冷壁管垢下凝結(jié)水系統(tǒng)的酸性鹽類會發(fā)生濃縮， 此外， 在水冷壁管中的氫原子會在金屬組織內(nèi)與碳化鐵產(chǎn)生化學反應(yīng)， 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(fā)生壁管破裂的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的探傷技術(shù)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(fā)生爆裂， 造成不可預(yù)估的后果。所以有關(guān)部門必須反復(fù)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(fā)生損壞， 有關(guān)部門可以調(diào)節(jié)水量以及PH值來預(yù)防水冷壁管受到腐蝕， 同時減少污垢的產(chǎn)生;工作人員一旦檢查出污垢則需立刻清除并反復(fù)清洗壁管;定時查看飽和蒸汽中的氫分子含量。

3.3 預(yù)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(yīng)， 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(dǎo)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(chǎn)生的高壓， 進而導(dǎo)致水冷壁管出現(xiàn)爆裂， 不僅威脅周邊區(qū)域的零部件， 甚至使附近管道全部受到破壞。如今， 預(yù)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(yù)防低溫腐蝕

所謂低溫腐蝕， 是受熱面上經(jīng)煙氣中的亞硫酸、硫酸在低露點出現(xiàn)凝結(jié)， 進而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。而產(chǎn)生低溫腐蝕現(xiàn)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(xiàn)于空氣預(yù)熱設(shè)備中， 雖然此類腐蝕不會引發(fā)嚴重的事故， 但依然會對機械運轉(zhuǎn)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(diào)控。本文將介紹兩種預(yù)防低溫腐蝕的方式， 其一， 工作人員可以改裝設(shè)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(chǎn)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(jié)語

鍋爐是電廠主要的生產(chǎn)設(shè)備， 其運行質(zhì)量的好壞不僅關(guān)系到電廠整體工作的穩(wěn)定發(fā)展， 更關(guān)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(nèi)會進入一定的空氣并發(fā)生鍋水或結(jié)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(dǎo)致其自身的運行性能降低， 導(dǎo)致設(shè)備被迫停止運行， 甚至還會引發(fā)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(jié)垢水冷壁、預(yù)防水冷壁管發(fā)生氫損壞、做好水冷壁向火側(cè)的高溫防腐蝕預(yù)防以及受熱面的空氣預(yù)熱器中低溫防腐蝕預(yù)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(shè)備安全、穩(wěn)定運行， 提高電力生產(chǎn)整體的工作效益。

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