电厂大型锅炉设备防腐工艺

马超 华电莱州发电有限公司

电气行业是一个社会服务行业。电力工业安全需求日益增加。发电安全关系到国家和人民的生命和财产、人民的利益、国家经济的健康发展以及人民和社会的稳定。电力安全无疑是重要的。锅炉设备腐蚀所造成的危害是电力系统安全状况的重要组成部分，控制锅炉设备的腐蚀将不断引起关注。近年来，国内外研究人员作出了相当大的努力，取得了良好的成果。

一、大气腐蚀机理

大气中金属的腐蚀分为化学电化学腐蚀。在干燥的环境中，金属及其产品的化学腐蚀较慢；金属及其产品在水膜条件下的腐蚀是电化学，腐蚀率较高。由于金属、钢和合金本身的多样性以及大气中水蒸气的存在，金属及其产品的表面可能形成酸性、微酸或中性水膜，并形成电解溶液。这样，微电池的腐蚀是由于水膜中金属和杂质的电极电位不同造成的。对于碳钢和合金钢，铁是负极电位，电子损耗引起氧化反应。铁溶解在fe2+离子中，杂质阴极电极电位器的电位器为正，电子对还原反应，产生电化学腐蚀，导致铁的连续腐蚀。根据水膜pH 值，钢铁在大气中的腐蚀可分为三种主要形式：水蒸气在钢表面形成酸性，电子因阳极铁而失去，氧化发生；亚铁离子的熔体；H+电子的得到，反应中氢气还原。因此，氢分析腐蚀称为氢腐蚀。当水膜为微酸或中性时，阳极铁会因电子失去而溶解，因此极易腐蚀。水膜中溶解氧的溶液得到电子，并产生还原反应，空气中的氧气扩散到水膜中并溶解，这就是所谓的氧氧腐蚀。当钢及其设备的氧浓度接近地面潮湿部分时，钢中部和边缘的氧浓度不同，中间边缘的电极电位不同，浓差腐蚀的产生，从而使中间部为阳极腐蚀，不被腐蚀或稍微腐蚀边缘。

二、锅炉高温腐蚀控制

高温腐蚀是指与高温环境介质发生化学或电化学反应而导致材料变质的现象。导致金属材料腐蚀率显著上升的最低温度通常用作高温的起点。在热力设备中，锅炉烟气侧的腐蚀是最常见的高温腐蚀。高温腐蚀位于燃烧器区域的四个冷壁上。大多数腐蚀性地区位于喷燃器区的中部和底部。腐蚀区冷壁的热面呈深棕色，外层柔软，内层坚硬，硬层剥离后，冷壁管的界面呈蓝色。腐蚀区的冷壁表面大部分是脏的，有严重的灰污染。此外，由于烟气或飞灰的作用，过热、再热、省煤器管和空气预热器的烟气侧可能会受到不同程度的腐蚀。腐蚀包括高温氧化、硫化物、熔盐和露点腐蚀。锅炉烟气侧、冷壁管、预热管和再热管的高温腐蚀与以下因素有关它具有腐蚀速度、腐蚀区相对浓度和突然腐蚀等特点。目前，预防措施可分为以下几类：

1.加强调整运行，防止集中热负荷，引起炉内局部温度而结焦，降低冷水冷壁表面温度。结果表明，当管壁温度在420～480℃之间时，腐蚀速率是10℃的两倍以上。此外，增加管壁空气、合理分配空气和改进原生煤粉输送调节可改善烟气的流场和性能防止硫酸粘在炉管壁上，减少炉管壁附近的还原气氛，稀释烟气中SO3 浓度，降低高温腐蚀程度。

2.添加剂加入燃料中改变结渣的特性。添加（CaCO 3）或e（mgco 3）可热解为CEO 和MgO，以覆盖高温金属表面，降低燃烧空气中SO3 的浓度。同时管壁过热器上的灰渣容易从受热表面掉下来。

3.使用耐高温腐蚀材料。对于耐高温腐蚀的煤，高铬钢可作为加热表面管材的材料，在高铬钢表面形成致密铬氧化膜。在硫酸中溶解速度比氧化铁慢，耐蚀性更好。奥氏体钢可以用更好的耐蚀性因热膨胀系数较高，降低了金属与灰层之间的粘结强度，便于清除灰。

4.水质控制。水质控制可以防止水冷壁管内结垢，降低热阻，防止水壁温度过高，防止高温腐蚀。

5.保护金属表面。水冷壁管和过热器受热表面，如NiCrA1M g、NiCr Ti、Ni3 Al、NiCrBSi、钨铬钴等，金属耐高温腐蚀合金蚀刻性能较高，采用活性燃烧高速气体喷涂工艺，在炉管表面制备了纳米结构镍合金镀层。涂层致密均匀，热稳定性好，腐蚀重量低，耐热腐蚀性能好，受热面还可由电镀和热渗镀管保护。

三、给水的加氧和除氧处理

1.在金属腐蚀和保护方面，氧分子具有双重特征：在大多数情况下，加速金属溶解是金属作为阴极转移剂腐蚀的主要原因；另一方面，当氧分子的存在有助于在金属表面形成钝化膜时，它们就成为防止金属腐蚀的钝化剂。在这种情况下，氧分子可以促进金属表面钝化膜的形成，在这种情况下，钝化剂可以抑制金属的腐蚀，并作为阳极钝化剂与表面金属反应，形成致密的氧化物，阻挡阳极过程，保护金属。发电厂锅炉通过除氧器向水输送氧气，防止锅炉系统金属被氧分子腐蚀。然而，近年来，一些发电厂已开始给水的加氧处理，以便通过钝化减少锅炉系统的腐蚀。

2.给水氧处理锅炉的金属氧腐蚀是电化学腐蚀，也称为氧去极化腐蚀。锅炉材料主要是钢，腐蚀过程中阳极通过铁的溶解反应，阳极通过氧的还原反应。影响氧腐蚀的因素包括溶解氧含量、pH 值、温度、离子类型、水中浓度、流速等。当氧气被用作脱盐剂时，水中氧气含量越高，金属腐蚀率越高，就必须采用适当的方法去除水中溶解氧。根据水中氧的溶解特性，锅炉供氧主要有两种方式：热氧，这是水除氧的主要方法。也就是说，除氧器中的水加热，水温上升，水中氧溶解度降低，氧从水中漏出。当水变暖和沸腾时，它不再有溶解气体的能力，给它的氧气大部分被去除。化学脱氧是一种辅助性的除氧措施，即在供氧水中添加还原剂，以消除热脱水后溶解的氧气。

随着电力工业的发展，高参数和大容量机组的出现，对控制设备的腐蚀提出了更高的要求。如上所述，由于许多科学家和技术人员的努力，有各种有效的控制方法。