火电厂热力设备结垢、积盐与腐蚀的危害及防治对策.docx

          火电厂热力设备结垢、积盐与腐蚀的危害及防治对策                    刘小辉（甘肃大唐国际连城发电有限责任公司，甘肃兰州730332）摘要： 本文通过分析火力发电厂热力设备结垢、积盐和腐蚀的原因，影响因素以及危害性，结合本人长期从事化学监督的经验，逐一提出行之有效的防治对策、化学运行监督注意的事项，对从事火电厂化学监督的人员有一定的参考意义关键词：热力设备积盐结垢腐蚀影响因素危害性及防治措施：A ：1003-9082 （2015） 05-0323-01一、热力设备的结垢的原因1.水垢的化学成分有三氧化二铁，氧化铜，二氧化[来自W]硅等2.水垢会降低锅炉和热交换设备的传热效率，增加热损失结垢增加水的流动阻力，迫使锅炉降负荷运行水垢能引起锅炉水冷壁管的过热，导致管子鼓包和爆管事故发生水垢能导致金属发生沉积物下腐蚀水垢生成的太快、太多，迫使热力设备不得不提前检修3.主要部位一般发生在水冷壁管壁，过热器，凝汽器，高参数机组节流孔圈和集箱底部4.影响因素有凝汽器泄露，启动机组时水质指标不合格；机组停用保护不当，凝结水精处理系统无法正常运行等二、热力设备的积盐的原因1. 积盐热力系统中水进入锅炉吸收热量变成蒸汽; 蒸汽导入汽轮机,蒸汽的热能就转变为机械能,经汽轮机作功后的蒸汽被冷凝成水;水经过加热器、除氧器和给水泵等设备再进入锅炉(见图l)。

在这个循环过程中,水和蒸汽作为热力设备中的流动介质,都具有溶解其它物质的能力,但二者的形态不同所以,过热蒸汽作为一种溶解气体,自然溶有各种杂质当过热蒸汽进入汽轮机后,由于蒸汽膨涨作功, 其压力和温度降低,钠化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度随压力降低而减少, 当其中某种物质的溶解度下降到低于它在蒸汽中的携带量时,该物质就会以固态析出,并沉积在汽轮机蒸汽通流部分2. 过热蒸汽中的各种杂质在汽轮机内的沉积特性及部位，这是因为SiO2 在蒸汽中的溶解能力很强,只有在蒸汽压力和温度急剧减小降到很低时才会以沉积如图2 所示：3.在过热器内沉积的盐类主要是各种钠盐这是因为钠盐在高温高压过热器里的溶解度非常小因此，过热蒸汽中的钠盐含量会远远小于饱和蒸汽中的钠盐含量不能全部溶解的钠盐便沉积在过热器上沉积物越来越多会使过热器产生裂纹4.减少汽轮机积盐的方法是：做好锅炉启动、并汽前的化学监督工作当饱和蒸汽?SiO2< 60ug / L 时方可并汽，对检修后的锅炉水压试验用水进行化验,不合格的水放净,换用除过氧的给水,同时加强疏水监督锅炉启动时,给水硬度< 5umol / L,含铁量< 75ug / L锅炉运行阶段应按规定的水汽分析项目及时间进行取样分析,使水汽品质控制在标准范围内。

控制炉水氯离子Cl- <0.5mg/l. PO4-3 <1.0mg/l 控制无硬度， PH:9-9.7 SiO2<200ug/l. 根据炉水质量变化情况,通知锅炉值班人员进行排污的调整或加药工作,使炉水保持合格定时监督凝结水水质,防止凝汽器泄漏,以免汽轮机凝结水被循环冷却水污染及时监督蒸汽品质,使锅炉送出的饱和蒸汽、过热蒸汽中Na+ <5ug/kg,SiO2 <20 ug/kg 为佳三、热力设备产生的腐蚀机理1.氧腐蚀1.1 钢铁材料处于含有氧的水中，铁和氧形成两个电极、水溶液构成电解质溶液、金属本身成为电子导体，组成腐蚀电池在这个电池中，铁是阳极，反应式为：Fe→Fe2++2e，氧为阴极，进行还原，反应式为：O2+2H2O+4e→4OH-，在这里溶解氧起阴极去极化作用，是引起铁腐蚀的因素1.2 当钢铁受到水中溶解氧的腐蚀时，常常在其表面形成许多小型鼓包，鼓包表面的颜色由黄褐色到砖红色不等，紧靠金属表面处是黑色粉末状物，这些都是腐蚀产物当将这些腐蚀产物清除后，便会出现腐蚀造成的陷坑1.3 根据运行实践锅炉运行时，若除氧器运行正常，氧腐蚀通发生在给水管道、省煤器及补给水管道，若除氧器运行不正常，氧腐蚀还可能会发生在锅炉本体的汽包和下降管等处。

其中常见的是发生在过热器下部弯头和再热器停用积水处的氧腐蚀在我国出现过许多起因氧腐蚀而导致设备及管道损坏、失效甚至酿成爆管事故的案例例如,宝钢电厂,自投运至2000 年大修期间，曾连续多次发生二次过热器的超温爆管事故分析结果表明，事故的主要原因是水中氯离子与溶解氧共同作用导致的点蚀2.酸腐蚀2.1 当水中有游离CO2 存在时，水呈酸性反应，反应式为：CO2+H2O→H++HCO3-，由于水中H+ 的量增多，就会产生氢的去极化腐蚀，即酸性腐蚀此时，在腐蚀电池中阴极反应为：2H++2e→H2 阳极反应为：Fe→Fe2++2e，CO2 溶于水虽然只显弱酸性，但当它溶在很纯的水中时，还是会显著降低其PH 值2.2 一般情况下，这种腐蚀产物都是易溶的，形成后被水流冲走，不易形成保护膜，所以其腐蚀特征是金属均匀地变薄这种腐蚀不仅降低了金属的强度，而且腐蚀产物随水流进入锅内，往往会引起锅内结垢和腐蚀等2.3 热力设备在运行时，进入热力设备的工质不可能是完全纯净的，有工程技术与设备些杂质进入锅炉后，在高温高压下会分解产生二氧化碳、有机酸甚至强酸等酸性物质另外，凝汽器泄漏、离子交换树脂破碎进入给水等都可能将酸性物质带入热力系统，热力系统中的酸性物质与热力设备材料接触，会破坏金属表面的氧化膜，导致金属的大面积破坏。

酸腐蚀可能发生在给水系统、锅炉及汽机等部位3.介质浓缩腐蚀3.1 锅炉遭受介质浓缩腐蚀后，呈现两种不同的形态：延性损坏其特点是：被腐蚀的炉管减薄，但各部位减薄的程度不一样，表面呈现出凹凸不平的状态3.2 脆性损坏其特点是：被腐蚀的炉管有腐蚀坑，炉管厚度减薄，但管壁厚度还没有减薄到极限厚度之前，炉管就发生破裂四、可以采取的有效预防措施1.在补给水制备方面，水处理系统和设备的选用要求较高，运行管理要求严格要求有完善的预处理设备和至少应有两级化学除盐装置，其第二级应为混合床除盐装置，以除去水中各种悬浮态、胶态、离子态杂质和有机物，并且应有措施防止水处理系统内部污染，以保证高纯度的补给水水质2.在凝结水净化处理方面，要求100％的凝结水都经过净化处理，完全除去进入蒸汽凝结水中的各种杂质，包括盐类物质和腐蚀产物等3.在给水水质调节处理方面，要求采用适宜的挥发性药品处理，以保证机组在稳定工况和变工况运行时都能抑制机组各个部位4.对水化学工况的基本要求：尽量减少锅炉内的沉积物，延长清洗间隔时间尽量减少汽轮机流通部分的杂质沉积物为了防止热力系统的结垢、积盐和腐蚀，要保证水处理过程的完善和水化学工况的得当。

5.采用除盐水作为补给水、凝结水投入精处理，是保证给水水质纯净的前提在此前提下，采用氧化性水工况可以有效地减轻高参数机组的结垢、积盐和腐蚀另外，加强汽水品质的监测，对水汽指标从严管理，是保证电厂汽水品质优良，从而防止结垢、积盐和腐蚀的重要手段五、结束语热力设备的结垢、积盐和腐蚀是火电厂普遍存在的现象，它们的相互影响、相互关联，经常给火电厂热力设备带来传热不良，效率下降，管路堵塞、爆管等危害只有化学监督人员严格要求，绝不降低标准，并根据产生的机理，从多方面入手，采取有效可行的预防措施，才能防止热力设备的结垢、积盐和腐蚀等问题，为机组安全稳定运行保驾护航作者简介：刘小辉：女，（1968-），甘肃天水人，助理工程师，长期从事火电厂化学监督工作  -全文完-。