景尚

【摘 ?要】鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中需傳送大量高溫和高壓的汽水介質(zhì)，其受熱面也易受到水、氣體以及高溫的腐蝕，鍋爐受熱面腐蝕不僅會(huì)影響火電機(jī)組的正常運(yùn)行，還易引發(fā)受熱面管產(chǎn)生爆漏現(xiàn)象，一旦受熱面發(fā)生爆漏，將會(huì)引發(fā)重大的鍋爐爆炸安全事故，給電廠的經(jīng)營(yíng)發(fā)展和人員的人身安全帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。本文就對(duì)電廠鍋爐熱面腐蝕原因及預(yù)防措施進(jìn)行深入探討。

【關(guān)鍵詞】電廠;鍋爐;腐蝕;預(yù)防措施

鍋爐受熱面主要是指鍋爐的水冷壁，過(guò)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(guò)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(guò)輻射或?qū)α鲗崃總鬟f給內(nèi)部流動(dòng)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(qiáng)迫停爐，進(jìn)行搶修，嚴(yán)重影響火力發(fā)電廠的正常生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，鍋爐受熱面的安全穩(wěn)定運(yùn)行，直接與電廠的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(lái)巨大經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。

1、造成電廠鍋爐受熱面腐蝕的主要原因

由于鍋爐工作階段會(huì)加熱周邊環(huán)境，因此容易引發(fā)受熱面腐蝕。一旦鍋爐停止工作，則熱量會(huì)被冷卻，從而造成水珠附著于鍋爐的現(xiàn)象，由于多數(shù)鍋爐采用鋼材制造，因此水珠便成為鍋爐被腐蝕的核心因素。而水珠腐蝕難以避免的因素有兩點(diǎn)，其一，絕大多數(shù)鍋爐不僅是金屬材質(zhì)，而且并未涂有防護(hù)材料，導(dǎo)致金屬表面、水汽以及空氣產(chǎn)生反應(yīng)，從而造成鍋爐腐蝕，此外，鍋爐突然停止工作會(huì)導(dǎo)致外界壓力大于內(nèi)部壓力，氧氣就會(huì)進(jìn)入內(nèi)部成為腐蝕反應(yīng)的必要物質(zhì)。其二，由于電廠鍋爐的工作環(huán)境具有特殊性，因此空氣中以及鍋爐內(nèi)部的水分通常呈現(xiàn)酸性或者堿性，其中包含大量的硫酸根以及氯離子，促使腐蝕速度加快。與天然金屬材質(zhì)不同，鍋爐金屬表面的水分容易變?yōu)樗?，因此更難蒸發(fā)。此外，這類現(xiàn)象導(dǎo)致的腐蝕幾乎都屬于氧濃差電池腐蝕，所以使鍋爐表面受到更為嚴(yán)重的損壞。

2、電廠鍋爐受熱面腐蝕的預(yù)防措施

鍋爐受熱面腐蝕減薄損壞，因涉及范圍較大，一旦暴露，常導(dǎo)致重復(fù)爆漏停爐，而且修復(fù)工作量大，因此預(yù)防及保護(hù)設(shè)備不受腐蝕是提高機(jī)組可用率必須解決的基本任務(wù)之一。汽、水側(cè)腐蝕按其機(jī)理分，包括苛性腐蝕、氫損害、氧腐蝕、垢下腐蝕及應(yīng)力腐蝕。煙氣側(cè)腐蝕包括水冷壁向火側(cè)腐蝕、高溫煤灰（油灰）腐蝕和低溫腐蝕。國(guó)內(nèi)電廠曾因垢下腐蝕，水冷壁氫損壞及向火側(cè)腐蝕，導(dǎo)致大面積換管。曾有一臺(tái)鍋爐由于斜頂棚內(nèi)的下降管外壁腐蝕爆破造成一死六傷的重大人身事故。國(guó)外一些超臨界機(jī)組曾發(fā)生因過(guò)熱器管內(nèi)壁氧化皮脫落，被蒸汽帶入汽機(jī)而引起噴嘴、葉片的固體硬粒侵蝕。

2.1加強(qiáng)水冷壁管的給水含鐵量檢測(cè)，定期清洗結(jié)垢水冷壁

水冷壁管若發(fā)生腐蝕或電化學(xué)損害便會(huì)引起凝汽器銅管泄漏和停爐保養(yǎng)效果不佳，從而導(dǎo)致水冷壁管鼓包和腐蝕穿孔，并且會(huì)導(dǎo)致給水硬度嚴(yán)重超標(biāo)，從而加快水冷壁管腐蝕的速率。為解決凝汽器泄漏后給水硬度超標(biāo)問(wèn)題，需做好水冷壁管垢下防腐措施，可加強(qiáng)對(duì)水冷壁管的給水含鐵量檢測(cè)，控制水硬度，保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，若水冷壁已結(jié)垢，還需利用化學(xué)劑進(jìn)行清洗。此外對(duì)于給水純度較高的機(jī)組，還需進(jìn)行揮發(fā)性處理，一般采用的是加氧處理方式，也可以根據(jù)實(shí)踐工作中的管道和閥門材料，選擇合適的處理方式。

3.2預(yù)防水冷壁管發(fā)生氫損壞

鍋爐受熱面內(nèi)壁結(jié)垢，易導(dǎo)致爐水pH值降低，在水冷壁管垢下凝結(jié)水系統(tǒng)的酸性鹽類會(huì)發(fā)生濃縮，并且其中的氫原子會(huì)在金屬組織內(nèi)與碳化鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生甲烷，從而降低鋼材晶間強(qiáng)度。當(dāng)水冷壁管發(fā)生氫損壞，不會(huì)使管壁變薄，但易造成管身破裂，因此管身發(fā)生氫損害部位一般難以用探傷技術(shù)探測(cè)出來(lái)，因此加大了管道故障處理的難度，若管壁界溝流、腐蝕程度較重時(shí)，還會(huì)引發(fā)鍋爐爆管事故，為此需采取宏觀、多相和割管檢查，才能判別水冷壁管是否發(fā)生氫損壞。為減少和防止壁管發(fā)生損壞需嚴(yán)格控制鍋爐給水質(zhì)量和水的酸堿性質(zhì)，降低管內(nèi)壁結(jié)垢程度;當(dāng)發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁出現(xiàn)腐蝕時(shí)需及時(shí)清洗管壁和清除結(jié)垢;密切監(jiān)測(cè)飽和蒸汽中的氫分子含量。

3.3坑蝕原因的查證及防止對(duì)策

因氧量控制不當(dāng)使省煤器管發(fā)生的點(diǎn)腐蝕，可通過(guò)監(jiān)測(cè)進(jìn)入省煤器前的給水含氧量查證。鍋爐啟動(dòng)時(shí)如給水中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于10×10-6，應(yīng)逐級(jí)查找氧的來(lái)源并采取機(jī)械與化學(xué)除氧措施。為避免氧對(duì)省煤器管束的坑蝕，須正確操作除氧器，消除抽氣管路、低壓給水加熱器、凝結(jié)水系統(tǒng)的空氣漏入點(diǎn)，或給爐水注入化學(xué)除氧劑的保護(hù)措施。再熱器管束坑蝕因鍋爐停用后處理不當(dāng)引起，可在停爐后檢測(cè)彎管處的存水量查證，方法是在管束集中存水的最低點(diǎn)鉆小孔排出全部凝結(jié)水。鍋爐停用時(shí)，須充滿經(jīng)過(guò)聯(lián)氨處理的給水或充氮保護(hù)受熱面的內(nèi)表面，以防止氧的坑蝕。若水冷壁發(fā)生泄漏需要檢修，停爐后可趁熱把爐水放掉，使受熱面內(nèi)表面蒸干，以起到保護(hù)作用。鍋爐停用后應(yīng)立即檢修，然后充聯(lián)氨和氮處理過(guò)的高純度水或采取充氮的保護(hù)措施。

3.4預(yù)防低溫腐蝕

低溫腐蝕指的是鍋爐受熱面上經(jīng)煙氣中的亞硫酸、硫酸在低露點(diǎn)發(fā)生凝結(jié)，從而造成受熱面腐蝕。導(dǎo)致鍋爐受熱面發(fā)生低溫腐蝕的主要原因是壁面溫度低以及油煤中含硫量高，且低溫腐蝕一般發(fā)生在受熱面的空氣預(yù)熱器中。雖然低溫腐蝕一般不會(huì)造成鍋爐安全事故，但是其對(duì)機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行具有一定的阻礙作用，會(huì)導(dǎo)致鍋爐設(shè)備運(yùn)行速率下降，并降低鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和自動(dòng)控制的質(zhì)量。為防止預(yù)熱器發(fā)生低溫腐蝕可采用爐內(nèi)脫硫和低硫煤材料代替原有的油煤材料，也可更改傳熱元件型線或加裝暖風(fēng)器等措施，將能有效降低低溫腐蝕的發(fā)生率。

3.5水冷壁向火側(cè)腐蝕及其預(yù)防

水冷壁向火側(cè)腐蝕是指水冷壁外壁在還原性氣氛中，揮發(fā)性硫、氯化物及熔融灰渣作用下，使管壁減薄引起的故障。水冷壁向火側(cè)腐蝕不可能發(fā)生在燃燒區(qū)域的氧化氣氛中。一氧化碳，包括未燃燒的煤粒沖刷管壁，在硫酸鹽和氨氯化物的作用下加速腐蝕，導(dǎo)致管壁減薄，當(dāng)其腐蝕速度超過(guò)25μm/103h時(shí)，表示已有明顯腐蝕。此外低熔點(diǎn)的鈉、磷的焦硫酸鹽甩落在水冷壁管外表，能熔掉管外表的氫化鐵保護(hù)層，也使金屬受到腐蝕。超臨界壓力鍋爐因其布置特點(diǎn)及壁溫相對(duì)較高，容易發(fā)生圓周方向的溝槽或裂紋。由于水冷壁向火側(cè)腐蝕涉及燃燒器區(qū)域附近一批管子的安全問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)1～2萬(wàn)小時(shí)就要更換一批水冷壁管，所以應(yīng)予以重視。預(yù)防水冷壁向火側(cè)腐蝕的措施是：①控制噴燃器噴射角度與煙氣氧量，避免未燃煤粉與還原性氣體沖刷水冷壁;②采用滲鋁管或火焰噴涂的方法提高水冷壁管的抗腐蝕能力;③在降低煙氣含氧量采用低氧燃燒或?yàn)榻档蚇OX而采用二次燃燒法時(shí)，要注意可能出現(xiàn)的向火側(cè)腐蝕。

4、結(jié)語(yǔ)

電廠已然成為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，而鍋爐作為電廠工作的主要設(shè)備，其運(yùn)行質(zhì)量的好壞不僅決定企業(yè)未來(lái)是否能在激烈的市場(chǎng)脫穎而出，更與全體人員的生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。在鍋爐工作階段，由于鍋爐會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因此容易導(dǎo)致高溫腐蝕，當(dāng)鍋爐停止工作階段，大量空氣會(huì)進(jìn)入到鍋爐內(nèi)部從而產(chǎn)生鍋水或結(jié)露，水中大量的氯離子以及硫酸根離子會(huì)加速金屬表面腐蝕，由于受熱面遭到損壞，鍋爐性能會(huì)受到極大影響，從而降低電廠運(yùn)行效率，降低經(jīng)濟(jì)效益，甚至還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的管道爆漏安全事故，所以工作人員必須制定預(yù)防方案以避免鍋爐受熱面遭到腐蝕。本文提出諸多預(yù)防措施，包括清除零部件污垢、嚴(yán)密監(jiān)控給水含鐵量，防止氫損壞、金屬鋼材替換、火焰噴涂、添加暖風(fēng)器以及選用無(wú)硫或者少硫煤材料等，有效降低和減少鍋爐受熱面的腐蝕程度，促進(jìn)鍋爐火電機(jī)組設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高電力生產(chǎn)整體的工作效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅培鐘.電廠鍋爐受熱面腐蝕原因及預(yù)防措施探討[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2017，7（14）：74-75

（作者單位：遼寧大唐國(guó)際葫蘆島熱電有限責(zé)任公司）