电厂锅炉热面腐蚀原因及预防措施探讨

电厂锅炉热面腐蚀原因及预防措施探讨

石川

(国电汉川发电有限公司湖北汉川432100)

摘要：锅炉在工作阶段会产生热量及水汽，而受热面容易受到水汽以及高热量的腐蚀，一旦受热面发生腐蚀，锅炉便无法正常工作，甚至导致受热面的管道发生爆炸，从而造成严重的安全事故，不仅使工厂受到巨额的经济损失，而且使全体人员面临生命财产威胁。因此，有关部门需要尽早制定预防对策，防止受热面腐蚀引发的恶劣后果。本文以此为基础分析了电厂锅炉受热面腐蚀的主要原因，并提出了诸多关于预防电厂锅炉受热面腐蚀的对策，以期提高电厂运作的安全性。

关键词：电厂锅炉；受热面腐蚀；措施

前言

锅炉受热面包括诸多零部件，例如：水冷壁、省煤器、过热器以及再热器等，所有零部件均以管道形式附着于受热面。受热面对外部温度要求较高，它利用产生的水汽以及火焰制造热量，并以对流或者辐射的途径传导给受热面内部的水汽，进而保证电机组的正常运行。如果锅炉受热面的零部件已经在长时间的使用后受到损坏，因此制药这些零部件无法承受某个温度，就会产生爆炸或者泄露等事故，最终造成生命财产的损失，因此相关企业需要制定预防对策，保证锅炉受热面不被腐蚀，进而降低事故风险。

1.造成电厂锅炉受热面腐蚀的主要原因

由于锅炉工作阶段会加热周边环境，因此容易引发受热面腐蚀。一旦锅炉停止工作，则热量会被冷却，从而造成水珠附着于锅炉的现象，由于多数锅炉采用钢材制造，因此水珠便成为锅炉被腐蚀的核心因素。而水珠腐蚀难以避免的因素有两点，其一，绝大多数锅炉不仅是金属材质，而且并未涂有防护材料，导致金属表面、水汽以及空气产生反应，从而造成锅炉腐蚀，此外，锅炉突然停止工作会导致外界压力大于内部压力，氧气就会进入内部成为腐蚀反应的必要物质。其二，由于电厂锅炉的工作环境具有特殊性，因此空气中以及锅炉内部的水分通常呈现酸性或者碱性，其中包含大量的硫酸根以及氯离子，促使腐蚀速度加快。与天然金属材质不同，锅炉金属表面的水分容易变为水滴，因此更难蒸发。此外，这类现象导致的腐蚀几乎都属于氧浓差电池腐蚀，所以使锅炉表面受到更为严重的损坏。

2.电厂锅炉受热面腐蚀的预防措施

2.1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。

2.2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。

2.3预防水冷壁向火侧腐蚀

水冷壁向火侧腐蚀是指水冷壁外壁在还原性气氛中，在挥发性氯化物、硫及熔融灰渣等作用下，使管壁减薄诱发的故障。水冷壁向火侧腐蚀发生在燃烧区域的氧化气氛中的可能性极小。一氧化碳，包括未燃烧的煤粒冲刷管壁，在硫酸盐和氨氯化物的作用下加速腐蚀，造成管壁变薄，当其腐蚀速度高于25μm/103h时，说明已有明显腐蚀。除此之外，低熔点的磷、钠的焦硫酸盐甩落在水冷壁管外表，能熔掉管外表的氢化铁保护层，也使金属受到腐蚀。超临界压力锅炉因其布置特点及壁温相对较高，容易发生圆周方向的裂纹或沟槽。

由于水冷壁向火侧腐蚀涉及燃烧器区域附近一批管子的安全问题，严重时1至2万小时就要更换一批水冷壁管，所以应予以重视。

预防水冷壁向火侧腐蚀的措施是：首先，控制烟气氧量与喷燃器喷射角度，规避未燃煤粉与还原性气体冲刷水冷壁；然后，采用火焰喷涂或渗铝管的方法增强水冷壁管的抗腐蚀能力；最后，在降低烟气含氧量采用低氧燃烧或为降低NOX而采用二次燃烧法时，需警惕可能出现的向火侧腐蚀。

2.4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。

2.5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。

结语

电厂已然成为我国的支柱产业，而锅炉作为电厂工作的主要设备，其运行质量的好坏不仅决定企业未来是否能在激烈的市场脱颖而出，更与全体人员的生命财产安全息息相关。在锅炉工作阶段，由于锅炉会产生大量的热量，因此容易导致高温腐蚀，当锅炉停止工作阶段，大量空气会进入到锅炉内部从而产生锅水或结露，水中大量的氯离子以及硫酸根离子会加速金属表面腐蚀，由于受热面遭到损坏，锅炉性能会受到极大影响，从而降低电厂运行效率，降低经济效益，甚至还会导致严重的管道爆漏安全事故，所以工作人员必须制定预防方案以避免锅炉受热面遭到腐蚀。本文提出诸多预防措施，包括清除零部件污垢、严密监控给水含铁量，防止氢损坏、金属钢材替换、火焰喷涂、添加暖风器以及选用无硫或者少硫煤材料等，有效降低和减少锅炉受热面的腐蚀程度，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。

参考文献：

[1]罗培钟.电厂锅炉受热面腐蚀原因及预防措施探讨[J].现代工业经济和信息化，2017，7（14）：74-75.

[2]杨军.电厂锅炉受热面腐蚀及预防措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011（12）：309.