呂劍飛

摘? 要：隨著電站鍋爐總煤質(zhì)的下降和運(yùn)行工況的不斷變化，鍋爐受熱面存在磨損、積灰、結(jié)渣、腐蝕等問題。目前，爐渣、高溫腐蝕和低溫受熱面磨損對(duì)容器本體造成了很大的損壞。許多裝置存在不同程度的高溫腐蝕，導(dǎo)致管道爆炸事故。管道爆炸事故的不斷發(fā)生，嚴(yán)重影響了鍋爐機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，大大增加了鍋爐本體的維護(hù)工作和維護(hù)費(fèi)用，有時(shí)還會(huì)對(duì)鍋爐本體和受害者造成嚴(yán)重?fù)p害。因此，本文將探討高溫腐蝕的形成機(jī)理、原因及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：火電廠;鍋爐腐蝕防護(hù);對(duì)策分析

前言

電力工業(yè)作為社會(huì)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的重要組成部分。隨著火電廠和大型機(jī)組高參數(shù)的引入，火電廠的腐蝕和防護(hù)越來(lái)越受到重視，因?yàn)樗鼈冎苯雨P(guān)系到鍋爐的使用壽命和安全運(yùn)行。然而，火力發(fā)電廠經(jīng)常出現(xiàn)問題，這與火力發(fā)電廠的腐蝕有關(guān)，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員損失。因此，火電廠的腐蝕防護(hù)非常重要。在火力發(fā)電廠，化學(xué)專家負(fù)責(zé)處理和控制鍋爐中的水和蒸汽質(zhì)量。還指定專人負(fù)責(zé)熱鍋爐本體的防腐，如機(jī)組維護(hù)期間的檢查。分析了鍋爐本體的腐蝕情況，評(píng)價(jià)了腐蝕程度，研究了腐蝕原因，調(diào)整了防腐措施，研究了新的對(duì)策。

一、火電廠熱力鍋體的腐蝕現(xiàn)狀及原因分析

火電廠鍋體主要存在應(yīng)力腐蝕、高溫腐蝕、酸腐蝕、析氫腐蝕、耗氧腐蝕、二氧化碳腐蝕等腐蝕現(xiàn)象。中濃度腐蝕是鍋爐本體腐蝕的主要形式。主要原因是，在高溫高壓條件下，長(zhǎng)時(shí)間不適當(dāng)?shù)乃幚項(xiàng)l件或鍋爐內(nèi)的局部水濃度會(huì)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的水pH值低或高，從而產(chǎn)生酸腐蝕或堿腐蝕;水冷壁腐蝕主要有兩種類型：內(nèi)壁腐蝕和外墻熱腐蝕。硫的有效腐蝕是熱腐蝕。煤中的硫在一定溫度下會(huì)產(chǎn)生硫酸鹽、硫化物氣體和熔融硫酸鹽的沉積物，從而導(dǎo)致火力發(fā)電廠熱力鍋體的腐蝕。熱電廠汽輪機(jī)的腐蝕基本上是酸腐蝕，主要是由于熱電廠熱力系統(tǒng)中離子交換樹脂和有機(jī)物的損失或初始凝結(jié)水的pH值低[1]。然而，只要汽輪機(jī)鍋體的密封得到改善，水質(zhì)得到很好的控制，并且避免了汽輪機(jī)內(nèi)的空氣損失，汽輪機(jī)的腐蝕問題通常不會(huì)發(fā)生;火電廠凝汽器的腐蝕基本上是低溫下的酸腐蝕。由于凝析油緩沖性差，水質(zhì)好，只要水中有二氧化碳，水的pH值就會(huì)降低，然后發(fā)生酸腐蝕，腐蝕一次電池，并逐漸出現(xiàn)和發(fā)展許多鉆井，最終導(dǎo)致凝汽器鉆孔和損壞。

二、火電廠鍋體腐蝕防護(hù)措施

（一）對(duì)火電廠鍋體進(jìn)行合理選材

在中國(guó)，除了供應(yīng)和使用鍋爐本體中使用的昂貴耐腐蝕金屬材料外，加熱鍋爐本體主要由碳鋼制成，部分部件由合金鋼、加熱管和冷凝器制成，中國(guó)主要使用銅合金。此外，對(duì)于電容器而言，鈦鋼的使用正在逐漸擴(kuò)大。如果使用更有效的防腐材料，建設(shè)火力發(fā)電廠的總成本將被高估，并可能造成不必要的浪費(fèi)。

就火力發(fā)電廠鍋爐本體的防腐而言，選擇合適的防腐材料是解決腐蝕問題的主要途徑，但其在火力發(fā)電廠的應(yīng)用受到很大限制。眾所周知，火力發(fā)電廠通常有許多鍋爐本體，它們體積大，消耗大量金屬材料。因此，這些具有良好耐腐蝕性的材料應(yīng)應(yīng)用于火力發(fā)電廠熱鍋爐本體的某些部位。

蒸汽溫度低于450°C的低壓鍋爐鋼管主要由碳鋼制成。對(duì)于蒸汽溫度在450°C以上的中高壓鍋爐，除下降管、提升管和省煤器管道使用碳鋼外，其他管道主要使用合金鋼，如低合金珠光體耐熱鋼、馬氏體耐熱鋼和奧氏體耐熱鋼，其中采用了高強(qiáng)度低合金珠光體耐熱鋼。由于過(guò)熱器和過(guò)熱器內(nèi)蒸汽溫度升高，蒸汽導(dǎo)熱性差，過(guò)熱器管和過(guò)熱器管的金屬溫度高于鍋爐過(guò)熱器管和省煤器管的金屬溫度。因此，所使用的材料主要是具有良好抗氧化性的低耐熱合金鋼[2]。

（二）鍋爐腐蝕與保護(hù)

鍋爐蒸發(fā)受熱面主要為冷水壁，在高溫、應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的作用下工作。在正常情況下，鍋爐的水冷壁溫度高于管狀介質(zhì)的水冷壁溫度。在高溫水溶液中，鐵和鐵合金形成一層由磁性氧化鐵提供的二氧化硅。然而，當(dāng)溶液的pH值過(guò)高或過(guò)低時(shí)，氧化鐵保護(hù)層在膜下溶解或腐蝕，相應(yīng)的腐蝕速率較高，氧的溶解過(guò)程復(fù)雜。沖壓鍋爐和蒸汽鍋爐的區(qū)別在于沖壓鍋爐沒有爐子和水。水通過(guò)烘箱中的管道從省煤器段加熱到蒸發(fā)段，然后再加熱到過(guò)熱器。這些段落沒有明確區(qū)分在同一管轄區(qū)內(nèi)進(jìn)行的工程。因此，鍋爐直流給水直接在過(guò)熱蒸汽中加熱，水中的雜質(zhì)不能作為蒸汽鍋爐通過(guò)。

在廢水處理過(guò)程中，水中的大部分雜質(zhì)在蒸發(fā)段形成，導(dǎo)致蒸發(fā)段產(chǎn)生污泥和腐蝕。有蒸汽時(shí)，一些雜質(zhì)會(huì)積聚在汽輪機(jī)中，因此，必須立即通過(guò)鍋爐，以達(dá)到純凈水或超純凈水的標(biāo)準(zhǔn)。盡管沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)鍋爐中的給水被用作第一階段的脫鹽和凝結(jié)鹽水，但冷凝水經(jīng)過(guò)仔細(xì)處理，沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)鍋爐中的結(jié)垢腐蝕故障仍多于蒸汽鍋爐。這是因?yàn)橐淮瓮ㄟ^(guò)的鍋爐給水是干凈的，緩沖能力非常弱。如果給水和冷凝水脫鹽罐發(fā)生故障，可能導(dǎo)致酸腐蝕或堿腐蝕。在蒸發(fā)段積累腐蝕產(chǎn)物通常會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱和蒸汽爆炸，直到鍋爐運(yùn)行受到威脅。鍋爐沖壓件的腐蝕易損件有蒸發(fā)管和省煤器管段，主要以點(diǎn)蝕形式存在。經(jīng)過(guò)燃燒研磨調(diào)整設(shè)備試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)行試驗(yàn)，停爐檢查，未發(fā)現(xiàn)新的高溫腐蝕病例，達(dá)到了規(guī)定的目的。同一類型的燃煤鍋爐具有高溫腐蝕性。因此，在給水處理過(guò)程中，通過(guò)鍋爐的一次防腐主要采用揮發(fā)法、中性法和混合水處理。熱鍋爐中常見的氧氣腐蝕是由于氧氣與金屬的相互作用，導(dǎo)致管壁下熱力系統(tǒng)腐蝕。

同時(shí)，制定鍋爐事故應(yīng)急措施——一旦陰離子樹脂失效，鍋爐合成水呈酸性，火電廠必須在72小時(shí)內(nèi)對(duì)陰離子樹脂進(jìn)行再生和回收。陰樹脂失效時(shí)，還應(yīng)做好鍋爐的堿處理，并通過(guò)添加氨水來(lái)調(diào)節(jié)合成水的pH值。

結(jié)語(yǔ)

隨著熱電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，將出現(xiàn)越來(lái)越多的大功率、高參數(shù)的熱電機(jī)組，這就不可避免地對(duì)熱電鍋爐殼體的腐蝕提出了更高的要求。通過(guò)燃燒調(diào)節(jié)試驗(yàn)，合理組織爐內(nèi)燃燒條件，保證熱負(fù)荷沿爐寬和爐高分布均勻，使整個(gè)爐壁在合理的氧化氣氛中運(yùn)行，可有效防止水冷壁的高溫腐蝕。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)火力發(fā)電廠熱力鍋爐的監(jiān)測(cè)和腐蝕預(yù)測(cè)，對(duì)水汽質(zhì)量異常進(jìn)行診斷和分析，并采取有效的防腐措施，避免機(jī)組因長(zhǎng)期腐蝕而損壞。定期進(jìn)行腐蝕安全評(píng)估可以有效防止腐蝕，減少腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)

[1]戴昕. 火電廠鍋爐腐蝕原因及防范措施[J]. 數(shù)碼世界， 2020（3）：1.

[2]曾晶，張超. 電廠鍋爐水冷壁腐蝕性爆管原因分析及對(duì)策[J]. 冶金動(dòng)力， 2020（9）：4.F992C649-978B-4AF7-90E0-89C429EE2B48