锅炉水汽中有机物高温分解和腐蚀特性的分析

发表时间:2020/7/2   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:昝利芳
[导读] 摘要:锅炉是电厂生产的重要工具。
        (山西漳山发电有限责任公司  山西长治  046021)
        摘要:锅炉是电厂生产的重要工具。本文简单的介绍腐蚀的原理、特点及类型和锅炉防腐的几种常用措施方法,以供参考。
        关键词:锅炉水汽;腐蚀原理;特点;防控措施
        1.前言
        锅炉水汽腐蚀严重影响到锅炉的使用安全,四管泄漏是机组非停的重要原因。而水汽中有机物的存在是造成热力系统腐蚀的重要原因,严重影响机组的安全经济运行,研究锅炉水汽中有机物的高温分解特性以及对系统的腐蚀特性十分必要。随着锅炉水质的要求不断提高,锅炉水系统的金属腐蚀问题受到了我们的重视。如何做好水质控制我们将进行探讨,通过控制水质来保证机组的安全稳定运行。
        2.金属腐蚀的基本原理
        从广义上讲,腐蚀是指由于材料与周围环境的反应而导致的材料破坏或变质,对于金属材料,是指在化学或电化学作用下金属的腐蚀一种现象,指的是在周围介质中发生的损坏。金属腐蚀过程是由金属和介质表面之间的多相反应触发的,腐蚀总是从金属表面到金属内部加深。金属腐蚀也是外部形态的变化,通常表现为小孔,溃疡,表面腐蚀产物或金属变薄。内部变化是指金属的结构和机械性能发生变化,即使金属不被腐蚀也是如此。即使严重恶化也可能导致事故并损坏专用设备。了解金属腐蚀的基本原理和过程为确定整个腐蚀过程的腐蚀速率提供了关键因素,而腐蚀速率决定了腐蚀介质的浓度、速度、温度和时间。它们之间的关联使用有效的腐蚀防护。
        3.锅炉水汽系统的腐蚀特点及类型
        3.1氧腐蚀
        锅炉蒸汽系统的氧气腐蚀主要是由于溶解的氧气含量超出正常水平,或者是因为给水没有被脱氧,或者是因为脱氧器有故障。锅炉运行和关闭期间可能会发生氧气腐蚀。锅炉运行过程中的氧气腐蚀主要是由于蒸汽的高温引起的,但在这种情况下,水中的溶解氧量通常较低,温度较高,并且锅炉中的水处于流动状态,水的pH值很高,锅炉关闭期间的氧气腐蚀主要发生在低温环境中。此时,锅炉中水的氧气含量较高,基本上在室温下,pH值接近中性。当锅炉蒸汽系统中的金属被氧气腐蚀时,它们通常会在金属表面产生许多小的凸起。由于腐蚀产物中存在各种复杂的成分,金属腐蚀产物的颜色从棕褐色变为红砖,还可能包含黑色粉末物质。在去除这些腐蚀产物之后,发现了由于氧腐蚀引起的腐蚀坑。对于工业锅炉,氧腐蚀主要发生在锅炉进水口,省煤器,开放水箱,供水管道等中。发电厂锅炉的氧气腐蚀主要来自锅炉低压供水系统,高压供水系统,省煤器,除氧器,水冷壁系统,以及在其他情况下,在极端情况下,过热器系统蒸汽管道也会引起氧气腐蚀。
        3.2酸腐蚀
        锅炉蒸汽系统的金属管可能会与酸性物质接触,从而导致金属酸腐蚀,水处理设备,疏水系统,冷凝水系统和蒸汽轮机系统都可能与酸性物质接触。同时,水处理设备中氢离子交换剂的再生以及与盐酸的接触,溶解在疏水体系和冷凝液体系中的游离二氧化碳均属于酸腐蚀。锅炉蒸汽系统的二氧化碳腐蚀是酸腐蚀的重要部分,二氧化碳主要来自锅炉补给水中的碳酸盐化合物。随着系统温度和压力的升高,分解速度也会加快,部分或全部分解和水解会产生二氧化碳,并不能紧密地关闭系统。空气中的二氧化碳也随处携带。游离二氧化碳导致的金属腐蚀产物倾向于溶解在水中,从而使金属均匀变薄。这种情况不会在短时间内造成严重的金属损坏,但确实会在锅炉蒸汽系统中引入大量腐蚀产物,锅的严重结垢加速腐蚀。
        3.3碱腐蚀
        在锅炉蒸汽系统中,碱腐蚀是由高锅炉蒸汽的碱度或pH引起的金属腐蚀。换句话说,当碱的浓度由于在高热负荷区域中水的流动中断或蒸汽和水共生而导致碱浓度升高时发生碱腐蚀。使用软水作为补充水的工业锅炉和电站锅炉更有可能在不进行抛光的情况下产生冷凝水。
        3.4介质浓缩腐蚀
        锅炉蒸汽系统的集中腐蚀是一种腐蚀形式,主要通过蒸发锅炉水而产生浓的酸或碱。当锅炉蒸汽系统受到中等程度的腐蚀时,金属腐蚀表面通常会覆盖沉积物。锅炉介质腐蚀是锅炉系统中一种独特的腐蚀形式。它也是损坏锅炉水冷壁管的重要形式,并严重威胁锅炉的安全运行。可能发生在水冷壁管和表面过热保护管的侧,高热负荷的燃烧器附近的炉管和其他零件以及炉膛侧面。
        3.5水蒸汽腐蚀
        锅炉蒸汽腐蚀是450°C以上的过热蒸汽与金属发生化学反应的结果,形成一种化学腐蚀,一种金属氧化物。这种腐蚀是由于燃烧,蒸汽湿气层和蒸汽流动受阻等因素引起的管壁过热引起的。它通常发生在过热器,再热器和蒸汽水停滞等区域。


        3.6停炉腐蚀
        锅炉停炉时间的腐蚀主要是水蒸气,氧气和金属共同作用的结果,表现为全面的腐蚀现象。腐蚀产品主要是高价铁氧化物,尤其是热网锅炉。在夏季,金属、空气中的氧气和蒸汽冷凝物往往会产生腐蚀。
        4金属腐蚀的防控措施
        蒸汽金属腐蚀的问题越来越引起人们的重视,有必要有效地预防和管理蒸汽蒸汽金属腐蚀,以确保锅炉设备的安全经济运行。
        4.1金属材料的选择
        锅炉系统中金属材料的化学成分、微观结构、内部应力和表面状况等性能参数在金属的耐蚀性中起着重要作用,并且与金属设备的合理设计和制造有一定关系。为了防止和控制锅炉蒸汽系统中的金属腐蚀,应选择具有较强耐腐蚀性的金属。同时,金属材料的耐腐蚀性与接触的介质有更大的关系,需要考虑许多因素,例如机械强度,工艺性能,经济性。
        4.2除氧措施
        锅炉蒸汽系统中的溶解氧是引起金属腐蚀的关键因素之一。对锅炉水进行脱氧可有效预防和控制金属腐蚀,例如热脱氧(物理脱氧)、真空脱氧、分析脱氧和化学脱氧。
        4.3介质调节
        锅炉蒸汽系统中的介质调节旨在减少介质腐蚀或在金属表面形成保护涂层。可以通过控制介质中溶解氧的浓度,增加介质的pH值,降低气体介质的湿度以及添加腐蚀抑制剂来增强介质金属预防和管理。
        5.水汽系统异常的处理处理措施
        5.1 pH调整
        结合我们漳山电厂的实际,混合床中的给水和锅炉水的pH值正常的条件下,给水中的氢含量和锅炉水的电导率会进入蒸汽系统。加强对蒸汽和凝结水氢电导率的监测。接下来,拉出离子交换器内部的树脂,并检查在树脂疏水器的进水侧是否有树脂。如果在树脂收集器的排放阀中未发现树脂,则离子交换器内部的树脂将在运行期间不会进入系统。激活交换器内部的树脂时,蒸汽在电侧的电导率急剧下降,负载增加会使电导率降低至0.2μS/cm,并重复几次即可达到标准蒸汽质量。
        5.2凝结水精处理
        使用填充有阴阳树脂的高速混合床进行处理,将有缺陷的树脂在电厂中分离出来,再生后采用三塔系统。树脂再生是去离子水处理过程中最重要的环节,再生效果的好坏对供水质量有很大影响。因此,严格控制再生过程中的再生质量,并很好地控制树脂的分离和分层技术,以使正负树脂之间的界面处于控制范围内。同时需要加强水质测试监测,在操作过程中需要控制混合床废水的氢电导率,并且需要解决混合床废水的质量下降问题。离子色谱仪是一种大型的高精度分析仪器。根据离子色谱分析采样瓶的要求,将选择家用塑料采样瓶进行洗脱测试,以确定杂质离子是否溶解以及收集的样品是否合格。
        5.3加大对漳山电厂给水汽系统的监督
        由于水质的碱度增加,对电厂蒸汽系统进行了重要检查。冷凝水高速混合床树脂经过树脂层处理,然后从排水盖排出水。从混合床水帽的情况,可以判断出树脂在操作阶段没有进入系统。
        5.4控制水电导率
        首先是控制供水系统的体积。减少123-C泄漏后立即进入供水系统的氨水量。为了控制蒸气的氨含量,除了改善蒸气的质量之外,还必须将蒸气的硅含量严格控制在0.015ppm以下。123-C泄漏后,单元的真空系统充满了大量不可凝气体,一旦使真空系统降级,这时必须排出一些不可凝气体。同时,在紧急停机过程中,123-C过程气体侧的压力迅速释放,水也应进入合成塔并污染催化剂,从而增加了分析样品和频率。二是维护水处理系统。返回第一级淡化水的蒸汽冷凝水的电导率超过标准,因此第二级淡化水的混合层树脂迅速停止起作用,破坏了混合层的原始水平衡,维持水的平衡对于电厂正常的生产至关重要。
        5.5结垢处理
        使用最新、前沿的技术之前,必须先向当地相关部门备案,然后才能在指定的锅炉中推广该新技术,以便安全地使用锅炉,同时防止造成环境污染事件。
        6.结束语
        综上所述,通过对锅炉水汽腐蚀的有效控制,进而提高了锅炉的运行安全,也大大促进了电厂的生产效率。
        参考文献:
        [1]陈君旋.锅炉金属的腐蚀分析与防止措施[J].腐蚀与防护,2019,21(5):216-217.
        [2]麻月梅.对锅炉运行中的腐蚀及防腐蚀方法的讨论[J].科技情报开发与经济,2018,17(7):277-278.
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