熱力設備的腐蝕和防護

時間：2022-10-05 18:19:15 碩士畢業(yè)論文我要投稿

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熱力設備的腐蝕和防護

　　熱力設備的腐蝕和防護

　　【摘要】熱力設備在運轉(zhuǎn)過程中會受到來自各個方面的腐蝕。腐蝕的種類較多，主要的產(chǎn)生機理是外力和化學性腐蝕。本文通過對熱力設備腐蝕的成因和特點進行了分析，進而總結和提出了一些防腐蝕的措施，以確保熱力設備的安全運行。

　　【關鍵詞】腐蝕成因;防腐措施

　　1 熱力設備的腐蝕成因和特點

　　1.1 腐蝕熱力設備的形式和原因

　　熱力設備的腐蝕的主要形式有，氧腐蝕、酸腐蝕、應力腐蝕等。下面分別加以介紹：在省煤器中的腐蝕一般為氧腐蝕，其腐蝕機理是由于給水溫度高且含氧量較大導致的，其結果是省煤器的因腐蝕發(fā)生泄漏。

　　鍋爐發(fā)生的腐蝕主要是介質(zhì)濃縮腐蝕，其主要原因是高溫高壓下鍋爐水局部濃縮或者鍋爐的循環(huán)水處理不當，導致PH值的高低變化，從而產(chǎn)生了酸堿性腐蝕。在鍋爐內(nèi)沉積物下面產(chǎn)生局部濃縮腐蝕，這是因為鍋爐內(nèi)的沉積阻礙無法使爐水向外擴散，在高溫下形成了濃度很高的液體，導致了對鍋爐的腐蝕。

　　水冷壁的腐蝕主要有外壁熱腐蝕和內(nèi)壁腐蝕兩種。熱腐蝕主要是硫腐蝕，就是在一定的溫度下煤中的硫的存在產(chǎn)生了硫化氫、硫酸鹽和熔融物等作用在冷水壁的金屬表面產(chǎn)生了腐蝕。這種腐蝕的發(fā)生是需要一定的條件下的，主要是煤炭中的硫、鈉、鉀并在一定的溫度條件下發(fā)生的。

　　高壓汽包的腐蝕主要是沉積物的腐蝕，也分為酸性腐蝕和堿性腐蝕。發(fā)生酸性腐蝕的基本特征是鍋爐水低PH值運行使腐蝕部位出現(xiàn)了脫碳現(xiàn)象。另外一種是堿腐蝕，這種腐蝕對金屬組織和其機械性破壞不大，腐蝕隱蔽，容易被人忽視。

　　水冷壁管由于水管的結垢導致的腐蝕是也是一種介質(zhì)濃縮腐蝕，屬于氫腐蝕。水質(zhì)的惡化、鍋爐偏燃、新的冷水管存在質(zhì)量問題、冷水管焊接接口錯位等都會發(fā)生這種腐蝕。另外在惡劣水質(zhì)條件下，采用全揮發(fā)處理爐水是也容易導致氫腐蝕。

　　凝汽器的腐蝕主要是低溫的碳酸腐蝕，這是由于設備內(nèi)部的凝結水緩沖性能差，當水中含有二氧化碳時就會導致PH值降低，產(chǎn)生酸腐蝕。在凝汽器的水側，若循環(huán)的冷水具有腐蝕性就會導致其銅管產(chǎn)生腐蝕，若循環(huán)的冷水有結垢傾向就會在結構后對銅管產(chǎn)生腐蝕。

　　實際經(jīng)驗顯示，由于結垢黃銅管的脫鋅，即使不易脫鋅的銅管也會出現(xiàn)點蝕，白銅管也會產(chǎn)生點蝕或者脫鎳。這種腐蝕的原因就是在沉積物的作用下溶液閉塞，從而形成了腐蝕原電池，導致了電化學腐蝕的點蝕坑，最終產(chǎn)生穿孔。

　　汽輪機的腐蝕主要是酸性腐蝕。主要是蒸汽的凝結水PH值較低或者存在有機物等，從而造成了酸性的腐蝕。

　　1.2 不同機組的腐蝕特點

　　中低壓參數(shù)機組，主要的腐蝕形式是氧腐蝕。這是因為低壓機組如果用于調(diào)峰，啟動頻繁，這樣就不可避免的會使氧氣在停機時進入熱力系統(tǒng)。而且這樣的機組一般不采用化學除氧，如果除氧器工作出現(xiàn)異常，就會導致氧腐蝕，這樣往往導致省煤器腐蝕泄漏。

　　高壓機組，這種機組的補給水的水質(zhì)較好，同時鍋爐內(nèi)一般采用了協(xié)調(diào)磷酸鹽處理，但是這樣的機組往往不配備凝結水處理裝置，這樣凝結水就會因凝汽器的泄露而遭到污染，導致了給水的水質(zhì)惡化，這就是機組結垢、腐蝕、積鹽的主要原因。

　　亞臨界和其他參數(shù)的機組，對水質(zhì)要求嚴格，并且大多配備了凝結水除鹽設備。這樣在系統(tǒng)內(nèi)的水質(zhì)較好，鍋爐水含鹽量低，緩沖性小，因此無論是采用低磷酸鹽處理還是揮發(fā)性處理都會因為鍋爐水的PH值降低而產(chǎn)生酸腐蝕。同時精處理再生用酸誤漏入系統(tǒng)或精處理樹脂漏入熱力系統(tǒng)都有可能使爐水pH過低而產(chǎn)生酸腐蝕。

　　2 熱力設備防腐蝕措施

　　2.1 氧腐蝕防止措施

　　設備在運行過程中受到的氧腐蝕主要是根據(jù)氧的濃度、PH值、水溫、水中離子和水的流速有關，其中最主要的因素就是氧氣的濃度，所以要防止氧腐蝕就要減少溶氧量，主要的方法就是對水除氧，降低水中的氧氣含量達到最低。主要方法有：

　　2.1.1 熱力除氧

　　熱力除氧的作用機理是在敞口設備中將水加熱到沸點，這時氧氣在水汽分界面上的分壓等于零，水中溶解的氧氣就會自然分離出來。由于二氧化碳的溶解度和氧氣一樣，所以在熱力除氧的過程中還能除去大部分的二氧化碳。目前熱力設備防腐中的除氧器主要有淋水盤、噴霧填料、膜式等。

　　2.1.2 化學除氧

　　化學除氧的方法主要是利用化學藥品進行除氧。高參數(shù)的鍋爐一般使用聯(lián)胺法，參數(shù)比較低的鍋爐采用煙硫酸鈉。

　　(1)聯(lián)氨的溶解機理：實質(zhì)上聯(lián)氨是一種還原劑，特別是在堿性的溶液中，聯(lián)胺的還原性更強。根據(jù)運行經(jīng)驗，聯(lián)氨除氧的效果與聯(lián)氨的濃度、溶液的PH值、溫度、催化劑等因素有密切關系。為了取得良好的除氧效果，聯(lián)氨處理的合理條件是：

　　水溫在200℃以上，介質(zhì)的PH值在8.7-11之間，有一定的過剩量，最好能加催化劑。聯(lián)胺法在一定的條件下還可以對鍋爐水內(nèi)的一些具有腐蝕性的雜質(zhì)進行化學消除，所以聯(lián)氨可以防止鍋內(nèi)生成鐵垢和銅垢。(2)亞硫酸鈉的處理原理：亞硫酸鈉易溶于水，是一種還原劑，能和水中的氧反應生成硫酸鈉。

　　2.2 酸腐蝕預防措施

　　2.2.1 降低鍋爐補水的堿度。因為熱力設備的水氣系統(tǒng)中的二氧化碳的主要來源就是補給水中的碳酸鹽，所以降低了補給水的堿度，就可以將系統(tǒng)中的二氧化碳含量降低。降低水中的堿度一般采用不同的水氣凈化的方法，例如石灰處理、氫鈉離子交換等處理發(fā)放均可以是熱力設備中的游離二氧化碳降低到安全標準。

　　2.2.2 在水汽循環(huán)中減少汽水損失，降低系統(tǒng)的補水頻率和水量，尤其是一些電熱一體的電廠應盡量增加回水量，以此減少補水。

　　2.2.3 首先，增加維護防止凝氣器泄漏，提高凝結水的質(zhì)量。其次，對直流鍋爐、超高壓以上參數(shù)的大容量鍋爐的凝結水應該進行相應的凈化處理，以去除因凝汽器泄漏而進入凝結水的產(chǎn)生腐蝕的雜質(zhì)。

　　2.2.4 在運行中防止空氣滲漏到水汽系統(tǒng)中，同時提高除氧器的利用率。除氧器盡量維持在較高的運轉(zhuǎn)壓力和相應的溫度，還可以加裝在沸騰裝置，以提高排除水中的游離二氧化碳的效率。

　　2.3 應力腐蝕預防措施

　　降低部件在運行中的應力，采用焊接代替榫卯連接，改善結構和安裝的方法，必要時可以在設備的管道外加裝保護措施。另外在運行中保證設備的負荷在穩(wěn)定狀態(tài)下，避免超負荷運轉(zhuǎn)。

　　2.4 鍋爐介質(zhì)濃縮腐蝕預防措施

　　2.4.1 做好維護保持鍋爐的整體的受熱面狀態(tài)良好，保持表面清潔和表面形成良好的保護膜。

　　2.4.2 采取措施減少給水的鋼鐵含量。首先，要達到這樣的目標就必須降低給水系統(tǒng)的氧腐蝕、減少凝水系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)的氧腐蝕、二氧化碳腐蝕。其次，還要防止設備停用時的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物進入鍋爐。最后，應采取措施防止鍋爐外的水處理系統(tǒng)腐蝕，以此減少給水的含鐵量。

　　2.4.3 保證按照設計標準正確進行鍋爐的運行和操作，盡量使鍋爐的載荷平穩(wěn)，防止超負荷運轉(zhuǎn)。還要使鍋爐穩(wěn)定燃燒，減少啟停次數(shù)。

　　3 總結

　　熱力設備的腐蝕產(chǎn)生的根本原因就是設備供水的酸堿值的改變，在高溫高壓的作用下產(chǎn)了一系列的化學反應，從而導致了設備的管路的性質(zhì)改變，導致了腐蝕。在進行防腐措施的時候應當根據(jù)不同的機組的特點，采用合理的防腐措施以達到最佳的防腐效果。

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