浅谈电厂锅炉腐蚀的分析及预防

浅谈电厂锅炉腐蚀的分析及预防

郑英

内蒙古大唐国际锡林浩特发电有限责任公司   内蒙古自治区  锡林郭勒盟  026000

摘要：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。我国现代化经济建设进程中，国内电力系统各方面得到大家的高度重视。锅炉受热腐蚀不仅会影响各种发电机组的正常运行，腐蚀严重时还有可能引发爆炸，给工作人员的生命安全带来了威胁。本文主要探究电厂锅炉受热面腐蚀原因及其预防策略。

关键词:电厂锅炉；受热面腐蚀；原因；预防；策略

一、造成电厂锅炉受热表面腐蚀的主要原因

        在实际的工作中，锅炉的受热表面包含了水冷壁、省煤器、过热器等多个管道，受热表面一般要求外部有很高的热量，通过各种辅助管道和高温烟气，将外部的热量以辐射的方式传递给内部的水汽介质，当外部的热量超过受热表面可以承受的范围时，辅助承压管道就会受到一定程度的腐蚀，管道腐蚀严重时，很有可能导致管道爆裂等各种安全事故的发生。说起造成锅炉受热腐蚀的主要原因，一般是在锅炉停止运行期间，由于受热表面周围的温度过高，这种高温情况之下，很容易造成高温腐蚀。当锅炉停止运行时，锅炉内部还有着较高的温度，因此锅炉内会进入空气，并发生锅水或者结露，这种水分会对管道有极大的腐蚀作用。除此之外，由于我国目前大多数的锅炉表面都是无添加的油漆、疏水性烷基等化合物组成的保护膜，这些金属材料遇到水之后会发生化学反应，使得腐蚀开始，当锅炉停止运行的时候，锅炉内部的气压小于外部大气压，使得更多的氧气进入到锅炉内部，加速各种反应的发生。从另一个角度来看，空气中的水蒸气在锅炉内部会发生结露，发生结露产生的水滴受锅炉内部环境的影响，会生成强碱或弱酸性物质，在一定程度上加快的受热表面腐蚀的速度。对于自然环境中的钢材来说，锅炉内部的钢材更加容易产生水滴，更加容易腐蚀，因此，如何加强锅炉管道的耐腐蚀程度，成为企业需要处理的重要问题之一[1]。

二、电厂锅炉受热面腐蚀的预防措施

         （一）电厂锅炉受热面腐蚀的预防措施

        锅炉受热面腐蚀减薄损坏，因涉及范围较大，一旦暴露，常导致重复爆漏停炉，而且修复工作量大，因此预防及保护设备不受腐蚀是   提高机组可用率必须解决的基本任务之一。汽、水侧腐蚀按其机理分，  包括苛性腐蚀、氢损害、氧腐蚀、垢下腐蚀及应力腐蚀。烟气侧腐蚀  包括水冷壁向火侧腐蚀、高温煤灰（油灰）腐蚀和低温腐蚀。国内电厂曾因垢下腐蚀，水冷壁氢损坏及向火侧腐蚀，导致大面积换管。曾有一台锅炉由于斜顶棚内的下降管外壁腐蚀爆破造成一死六伤的重大人身事故。国外一些超临界机组曾发生因过热器管内壁氧化皮脱落，被蒸汽带入汽机而引起喷嘴、叶片的固体硬粒侵蚀[2]。

（二）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。

       （三）预防水冷壁管发生氢损坏

        无损检测技术可用于测定氢损害腐蚀波及的范围，射线和超声测厚已用来测定炉管金属的腐蚀量。如不能采用无损检测技术时，可采取割管的方法确定腐蚀性质及检查积垢的增长。具体方法是：割下一段炉管切成一个个环做断面试验，未遭氢损害的金属具有弹性，而遭受氢损害的金属则变脆，发生裂纹或断开；还可以将试片放入 50% 的热盐酸溶液中做宏观侵蚀试验，被氢损害的金属断面很快被侵蚀，明显变黑，并呈多孔状。一般情况炉管的受热侧最易发生氢损害，因此， 应对锅炉水化学进行监测和控制。炉水 pH 值低于 7 时，若凝汽器泄漏， 冷却水中的盐分和多种无机酸很容易进入化学水处理系统，在热状态下只要几小时，就会严重地腐蚀和损坏炉管。采用化学清洗能除掉管内积垢，使之不再产生氢，但已经减薄的管子和甲烷裂纹依然存在，  如若炉管剩下的管壁厚度及其材料强度不足以承受运行压力时，管子  金属将会屈服并产生塑性破裂。这种情况采用无损检验的方法不能找  出管壁减薄的位置，必须在检修完毕恢复运行之前，对管束进行水压  试验，找出被侵蚀减薄的地方，以避免炉管在运行中发生破裂[3]。

       （四）预防高温腐蚀

        水冷壁向火侧温度较高且受氨氯化物和硫酸盐的作用，会加速管  壁的腐蚀，从而导致管壁变薄，并且高温环境还能使管外表的氢化铁  保护层熔化掉使得管壁的金属钢材也会被腐蚀，一旦金属钢材腐蚀，  再加之压力锅炉自身的布置特点，管壁四周方向极易发生裂缝和沟槽，  因此还会影响到燃烧器区域附近管件的安全，从而导致锅炉受热面发  生大面积的管道损坏。水冷壁向火侧防腐措施主要有：为提高水冷壁  管的抗腐蚀能力可采用渗铝管代替金属钢材或在金属钢材表面采用火  焰喷涂；为避免还原性气体和未燃煤粉冲刷水冷壁，需合理控制喷燃  器的烟气氧量和喷射角度；为降低喷燃器的烟气氧量可采用低氧燃烧  方式，也可以采用二次燃烧法。

     （五）预防低温腐蚀

 低温腐蚀是烟气中的硫酸、亚硫酸在低于露点的受热面上凝结，  使受热面腐蚀的一种现象。煤、油含硫量高、壁面温度低是产生低温   腐蚀的主要原因，大容量电站锅炉低温腐蚀主要发生在空气预热器。   一般情况下，空气预热器低温腐蚀并不构成事故，但影响机组的长期   安全可靠运行，增加检修工作量，并降低锅炉经济性。个别情况下，   由于不均匀的堵灰、腐蚀，使烟、风压随回转式空气预热器的旋转而   周期性变化，当影响燃烧稳定及自动控制质量时，可能成为锅炉强迫   停用的因素之一。采用低硫煤、炉内脱硫等措施有利于防止低温腐蚀；   采用耐腐蚀材料、改变传热元件型线，采用玻璃管预热器、热管式空   气预热器，加装暖风器等都是防止低温腐蚀的措施。

三、总结

        总之，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]陈欣.锅炉受热面损坏的常见原因及防范措施探讨[J].《科技创新与应用》.2017.05.

        [2]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》.2017.14.

      [3]陈听宽 . 超临界与超超临界锅炉技术的发展与研究 [J]. 世界科技研究与发展,2015(6):42-48．