热电厂供热管网腐蚀泄露与防护技术研究

刘贇

摘要：本文针对热电厂供热管网腐蚀泄露原因展开分析，内容包括溶解氧腐蚀、水体pH值、环境温度、水体流速、阴离子腐蚀等，通过研究电化学保护技术、调节循环水pH值、补水系统除氧技术、供热管网运行状态调整、合理融入缓蚀剂等技术的应用要点，其目的在于延缓热电厂供热管网腐蚀速度，延长热电厂供热管网使用寿命。

关键词：热电厂;溶解氧;供热管网;循环水

依托于热电厂组建的供热管网，是利用发电产生的余温加热循环水，从而起到为地区用户提供暖气保障的作用。一般情况下，供热管网会埋设在地下，在外部环境、内部环境的影响下，使得供热管网出现腐蚀问题，造成水泄漏问题。基于此，采取可靠防护技术来提升供热管网的耐腐性，对于减少资源损耗，延长供热管网使用寿命有着积极的意义。

1热电厂供热管网腐蚀泄露原因

1.1溶解氧腐蚀

在《供热采暖系统水质及防腐技术规程》（DBJ01-619-2004）中规定，要求补充水和循环水的溶解氧浓度都应小于0.1mg/L。在中性或偏碱性的软化水中，DO（溶解氧）可以加快腐蚀的速度，即使DO含量很低，也会使得腐蚀很严重。有资料表明，当水中DO分别为

0.1mg/L和8mg/L时，腐蚀速度相差40倍。由此可见，供热管网中溶解氧浓度的增加，使其管网腐蚀速度不断加快，从而影响到供热管网的使用寿命。

1.2水体pH值

根据以往实践经验可以得知，循环水的pH值也会给供热管网带来腐蚀影响。在循环水的pH值低于4.0时，此时水体营造的水体环境，会加快氢的还原反应，使水体中的氢气得到增加;在循环水的pH值在4.0-7.0之间时，此时水中的氢元素和氧元素会发生还原反应，此时产生的腐蚀作用较小;在循环水的pH值处于7.0-10.0之间时，此时水体中会出现氧的还原反应，此时产生的腐蚀作用最大。根据《供热采暖系统水质及防腐技术规程》（DBJ01-619-2004）可以了解到，对于钢制设备要求循环水的pH值介于10～12之间，但此时腐蚀反应仍会进行，速度相对较慢。而pH值增高时OH-会与金属离子反应生成氢氧化物沉淀，借此来起到抑制金属腐蚀的作用，减缓了腐蚀速度。

1.3环境温度

从实际应用情况来看，环境温度也会导致腐蚀问题。供热管网营造了相对密闭的环境，提高温度会加快分子的活动速度，加快水中溶解氧和水中其他离子的交互速度，从而加快腐蚀反应速度。基于统计实验资料可以了解到，在氧浓度一定的状态下，内部温度每提升30℃，那么其产生的腐蚀速度也会加快100%，尤其是在温度达到90～100℃这一区间时，管网的腐蚀速度也将达到最大值。热电厂供热管网中的供水温度和回水温度相对较高，在此背景下，也会加快供热管网的腐蚀速率。

1.4水体流速

为了提高最终的供热效果，在供热管网运行期间会保持较高的水体流速，水体的快速流动也会加快物质传递速度，并在水体流速超过某一数值时，水体中的溶解氧也会在金属内部上发生钝化反应，此时的腐蚀效率将维持在较低水平。但水体流速如果继续增长，也会冲刷掉金属表层的钝化膜，带来冲击性腐蚀。通常情况下，热电厂供热管网的流速在0.5-2m/s，如果出现超过此流速的情况，也将导致供热管网的腐蚀，增加泄露问题的发生概率。

1.5阴离子腐蚀

除上述提到腐蚀因素外，在热电厂供热管网的运行中，阴离子也是重要的影响因素。再循环水中，存在硝酸根、硫酸根、氯离子等阴离子，此类活性离子的半径较小，具备良好的极化度和穿透性，从而破坏掉金属表面已经形成的钝化膜，导致金属材料表面腐蚀性问题。而且不同阴离子对于供热管道的腐蚀速度也存在较大差异，基于以往经验这些阴离子的腐蚀排序如下：高氯酸根>氯离子>硫酸根>醋酸根>硝酸根。

2热电厂供热管网腐蚀防护技术

2.1电化学保护技术

在热电厂供热管网腐蚀防护中，电化学保护技术的应用范围较广，可起到良好的保护作用。其作用原理是将供热管网中的水体作为电化学发生载体，借助阴阳极所发生的电子变换来完成腐蚀保护。此类防护方法在应用中，主要适用于热电厂露出地面的供热管道，主要在节点部位进行防护，

但是对于地下埋藏的供热管道无法起到良好的防护效果，同时其经济性相对较弱，应用效果较差。

2.2调节循环水pH值

在对热电厂供热管网运行期间，调节循环水pH值也属于重要的防护方法。结合热电厂运行特点，在对循环水pH值进行调节时的常用方法如下：第一，向水体环境中添加碱性物质，常用物质包括碳酸钠、碳酸氢钠、氨水等，具体的添加量需结合循环水初始pH值来进行计算，以均衡循环水的pH值。第二，在循环水通入供热管道之前，可以将循环水先通入到含有堿性物质的过滤池，借助不同碱性调节剂来调整pH值，从而利用钝化反应来提高材料的抗腐蚀性。基于以往实践经验可以得知，常用调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水等，调节效果的排序为氢氧化钠>氨水>碳酸钠>碳酸氢钠[1]。

2.3补水系统除氧技术

从实际应用情况来看，补水系统除氧技术也是目前工业生产中常用的除氧方法，从而降低循环水中的溶解氧浓度。在除氧剂的研究应用中，最早推出并且使用的无机除氧剂为亚硫酸钠，其运行工艺的成熟度较高，同时具备良好的经济性;联氨也是目前使用较多的除氧剂，其具备一定的毒性，也属于应用广泛的材料;肟类化合物作为一种新型的有机除氧剂，目前在电热厂供热管网中应用较多，但是其使用价格较高，而且现场应用资料较少，因此无法进行大范围推广，只是在少部分电厂供热管网中得到了应用[2]。

2.4供热管网运行状态调整

在供热管网停用后再次启用时，因为不锈钢管道内长期未进入水体，在空气、水分因素影响下，使得内壁上附着了大量铁质，此时直接通入循环水，也会增加水体中铁元素含量，增加腐蚀问题的发生速率。基于此在实际应用中，也需要做好供热管网排污和冲洗工作，同时也需要做好水质检查工作，等待水质检查合格后，再将循环水通入到管网当中。等待供热管网运行一段时间后，也会从供热管网的最底部再次进行排污，从而将循环水中的铁元素浓度控制在合理范围内，从而提高供热系统工作状态的稳定性[3]。

2.5合理融入缓蚀剂

除上述提到的防腐办法外，也可以通过融入缓蚀剂来提升管网的耐腐性。从目前的使用情况来看，常用缓蚀剂可分为以下几种类型：第一，无机缓蚀剂，常用无机缓蚀剂包括钼酸盐、钨酸盐、磷系缓蚀剂、锌盐等，结合实际情况计算合理用量，以提高系统运行结果的稳定性。第二，有机缓蚀剂，常用有机缓蚀剂包括有机膦系缓蚀剂、有机胺类缓蚀剂、葡萄糖酸盐类缓蚀剂等。第三，天然化合物类缓蚀剂，常用天然化合物类缓蚀剂包括聚磷酸盐、氨基酸盐等，结合实际情况计算合理用量，维持系统运行状态的稳定性[4]。

结束语

综上所述，在电热厂供热管网运行中，腐蚀性问题直接威胁到系统运行安全性和稳定性，基于此类问题出现原因，拟定合理的防护技术，不仅可以提升供热管网的运行稳定性，而且对于延长供热管网使用寿命有着积极的意义。

参考文献：

[1]赵成军.供热管网防腐保温技术探讨[J].广西城镇建设，2021（03）：

95-97.

[2]田琦，吕淑然.基于IAHP的城市供热管网泄漏风险分析[J].安全，2020，41（11）：9-15.

[3]王佳.热水供热管网的腐蚀与防护措施[J].全面腐蚀控制，2019，33（09）：90-91.

[4]燕春生.直埋敷设供热管网的防腐蚀问题分析[J].全面腐蚀控制，2019，33（05）：71-72.