火电厂锅炉腐蚀的原因及对策分析

吕剑飞

摘  要：随着电站锅炉总煤质的下降和运行工况的不断变化，锅炉受热面存在磨损、积灰、结渣、腐蚀等问题。目前，炉渣、高温腐蚀和低温受热面磨损对容器本体造成了很大的损坏。许多装置存在不同程度的高温腐蚀，导致管道爆炸事故。管道爆炸事故的不断发生，严重影响了锅炉机组的安全稳定运行，大大增加了锅炉本体的维护工作和维护费用，有时还会对锅炉本体和受害者造成严重损害。因此，本文将探讨高温腐蚀的形成机理、原因及预防措施。

关键词：火电厂;锅炉腐蚀防护;对策分析

前言

电力工业作为社会发展和国民经济的支柱产业，已成为国民经济生产的重要组成部分。随着火电厂和大型机组高参数的引入，火电厂的腐蚀和防护越来越受到重视，因为它们直接关系到锅炉的使用寿命和安全运行。然而，火力发电厂经常出现问题，这与火力发电厂的腐蚀有关，造成重大的经济损失和人员损失。因此，火电厂的腐蚀防护非常重要。在火力发电厂，化学专家负责处理和控制锅炉中的水和蒸汽质量。还指定专人负责热锅炉本体的防腐，如机组维护期间的检查。分析了锅炉本体的腐蚀情况，评价了腐蚀程度，研究了腐蚀原因，调整了防腐措施，研究了新的對策。

一、火电厂热力锅体的腐蚀现状及原因分析

火电厂锅体主要存在应力腐蚀、高温腐蚀、酸腐蚀、析氢腐蚀、耗氧腐蚀、二氧化碳腐蚀等腐蚀现象。中浓度腐蚀是锅炉本体腐蚀的主要形式。主要原因是，在高温高压条件下，长时间不适当的水处理条件或锅炉内的局部水浓度会导致锅炉内的水pH值低或高，从而产生酸腐蚀或碱腐蚀;水冷壁腐蚀主要有两种类型：内壁腐蚀和外墙热腐蚀。硫的有效腐蚀是热腐蚀。煤中的硫在一定温度下会产生硫酸盐、硫化物气体和熔融硫酸盐的沉积物，从而导致火力发电厂热力锅体的腐蚀。热电厂汽轮机的腐蚀基本上是酸腐蚀，主要是由于热电厂热力系统中离子交换树脂和有机物的损失或初始凝结水的pH值低[1]。然而，只要汽轮机锅体的密封得到改善，水质得到很好的控制，并且避免了汽轮机内的空气损失，汽轮机的腐蚀问题通常不会发生;火电厂凝汽器的腐蚀基本上是低温下的酸腐蚀。由于凝析油缓冲性差，水质好，只要水中有二氧化碳，水的pH值就会降低，然后发生酸腐蚀，腐蚀一次电池，并逐渐出现和发展许多钻井，最终导致凝汽器钻孔和损坏。

二、火电厂锅体腐蚀防护措施

（一）对火电厂锅体进行合理选材

在中国，除了供应和使用锅炉本体中使用的昂贵耐腐蚀金属材料外，加热锅炉本体主要由碳钢制成，部分部件由合金钢、加热管和冷凝器制成，中国主要使用铜合金。此外，对于电容器而言，钛钢的使用正在逐渐扩大。如果使用更有效的防腐材料，建设火力发电厂的总成本将被高估，并可能造成不必要的浪费。

就火力发电厂锅炉本体的防腐而言，选择合适的防腐材料是解决腐蚀问题的主要途径，但其在火力发电厂的应用受到很大限制。众所周知，火力发电厂通常有许多锅炉本体，它们体积大，消耗大量金属材料。因此，这些具有良好耐腐蚀性的材料应应用于火力发电厂热锅炉本体的某些部位。

蒸汽温度低于450°C的低压锅炉钢管主要由碳钢制成。对于蒸汽温度在450°C以上的中高压锅炉，除下降管、提升管和省煤器管道使用碳钢外，其他管道主要使用合金钢，如低合金珠光体耐热钢、马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢，其中采用了高强度低合金珠光体耐热钢。由于过热器和过热器内蒸汽温度升高，蒸汽导热性差，过热器管和过热器管的金属温度高于锅炉过热器管和省煤器管的金属温度。因此，所使用的材料主要是具有良好抗氧化性的低耐热合金钢[2]。

（二）锅炉腐蚀与保护

锅炉蒸发受热面主要为冷水壁，在高温、应力和腐蚀环境的作用下工作。在正常情况下，锅炉的水冷壁温度高于管状介质的水冷壁温度。在高温水溶液中，铁和铁合金形成一层由磁性氧化铁提供的二氧化硅。然而，当溶液的pH值过高或过低时，氧化铁保护层在膜下溶解或腐蚀，相应的腐蚀速率较高，氧的溶解过程复杂。冲压锅炉和蒸汽锅炉的区别在于冲压锅炉没有炉子和水。水通过烘箱中的管道从省煤器段加热到蒸发段，然后再加热到过热器。这些段落没有明确区分在同一管辖区内进行的工程。因此，锅炉直流给水直接在过热蒸汽中加热，水中的杂质不能作为蒸汽锅炉通过。

在废水处理过程中，水中的大部分杂质在蒸发段形成，导致蒸发段产生污泥和腐蚀。有蒸汽时，一些杂质会积聚在汽轮机中，因此，必须立即通过锅炉，以达到纯净水或超纯净水的标准。尽管冲压发动机锅炉中的给水被用作第一阶段的脱盐和凝结盐水，但冷凝水经过仔细处理，冲压发动机锅炉中的结垢腐蚀故障仍多于蒸汽锅炉。这是因为一次通过的锅炉给水是干净的，缓冲能力非常弱。如果给水和冷凝水脱盐罐发生故障，可能导致酸腐蚀或碱腐蚀。在蒸发段积累腐蚀产物通常会导致过热和蒸汽爆炸，直到锅炉运行受到威胁。锅炉冲压件的腐蚀易损件有蒸发管和省煤器管段，主要以点蚀形式存在。经过燃烧研磨调整设备试验，经过一年的运行试验，停炉检查，未发现新的高温腐蚀病例，达到了规定的目的。同一类型的燃煤锅炉具有高温腐蚀性。因此，在给水处理过程中，通过锅炉的一次防腐主要采用挥发法、中性法和混合水处理。热锅炉中常见的氧气腐蚀是由于氧气与金属的相互作用，导致管壁下热力系统腐蚀。

同时，制定锅炉事故应急措施——一旦阴离子树脂失效，锅炉合成水呈酸性，火电厂必须在72小时内对阴离子树脂进行再生和回收。阴树脂失效时，还应做好锅炉的碱处理，并通过添加氨水来调节合成水的pH值。

结语

随着热电产业的快速发展，将出现越来越多的大功率、高参数的热电机组，这就不可避免地对热电锅炉壳体的腐蚀提出了更高的要求。通过燃烧调节试验，合理组织炉内燃烧条件，保证热负荷沿炉宽和炉高分布均匀，使整个炉壁在合理的氧化气氛中运行，可有效防止水冷壁的高温腐蚀。因此，有必要加强对火力发电厂热力锅炉的监测和腐蚀预测，对水汽质量异常进行诊断和分析，并采取有效的防腐措施，避免机组因长期腐蚀而损坏。定期进行腐蚀安全评估可以有效防止腐蚀，减少腐蚀造成的经济损失。

参考文献

[1]戴昕. 火电厂锅炉腐蚀原因及防范措施[J]. 数码世界， 2020（3）：1.

[2]曾晶，张超. 电厂锅炉水冷壁腐蚀性爆管原因分析及对策[J]. 冶金动力， 2020（9）：4.F992C649-978B-4AF7-90E0-89C429EE2B48