鍋爐化學(xué)監(jiān)督技術(shù)培訓(xùn)教材

1、鍋爐化學(xué)監(jiān)督技術(shù)培訓(xùn)教材前 言鍋爐監(jiān)察工作的目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)火電廠鍋爐、壓力容器、壓力管道的安全隱患，防止承壓部件發(fā)生爆破事故。鍋爐化學(xué)監(jiān)督的主要任務(wù)就是防止水、汽系統(tǒng)中金屬材料的腐蝕、結(jié)垢和積鹽，從而保證鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。也就是要保證進(jìn)入鍋爐的水、汽品質(zhì)能夠滿足其安全的需要，避免因介質(zhì)因素對(duì)這些設(shè)備造成危害。熱力設(shè)備的腐蝕有時(shí)是一個(gè)緩慢的過程，腐蝕的開始階段一般不會(huì)直接威脅到設(shè)備的安全運(yùn)行，如果人們對(duì)此不注意，任其發(fā)展，以至造成嚴(yán)重的后果。但有時(shí)腐蝕發(fā)展很快，例如某電廠新投產(chǎn)的鍋爐投運(yùn)不足2個(gè)月就發(fā)生大面積腐蝕并多次爆管，不得不更換大量的水冷壁管。因此，鍋監(jiān)工程師應(yīng)時(shí)刻注意腐蝕、結(jié)垢和積鹽等

2、影響安全的苗頭，及時(shí)采取措施或提醒化學(xué)人員采取措施，不然會(huì)造成嚴(yán)重后果。通過對(duì)本教材的學(xué)習(xí)，可系統(tǒng)、概要地掌握化學(xué)監(jiān)督的有關(guān)知識(shí)，指導(dǎo)你所管轄的鍋爐更安全、更經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。本教材從火電廠水處理的基礎(chǔ)知識(shí)著手，介紹了如何防止雜質(zhì)進(jìn)入鍋爐，如何正確選擇鍋爐給水、爐水的處理方式，最大限度地防止熱力設(shè)備在運(yùn)行期間發(fā)生腐蝕、結(jié)垢和積鹽，以及如何選用停用保護(hù)方法，防止發(fā)生停用腐蝕，使鍋監(jiān)工程師對(duì)鍋爐、壓力容器等安全運(yùn)行能真正起到監(jiān)督和指導(dǎo)作用。目 錄第一章火電廠水處理概論1第一節(jié)火電廠水處理的作用1第二節(jié)火電廠中水的分類1第三節(jié)火電廠中的水處理1第二章熱力設(shè)備在運(yùn)行期間的腐蝕與防止3第一節(jié)金屬腐蝕簡介3第二

3、節(jié)運(yùn)行期間給水系統(tǒng)的腐蝕及防止4第三節(jié)爐水系統(tǒng)金屬的腐蝕與防止6第四節(jié)蒸汽系統(tǒng)的防腐與防積鹽7第三章熱力設(shè)備在停備用期間的腐蝕與防止12第一節(jié)停用腐蝕12第二節(jié)停用保護(hù)13第四章熱力設(shè)備的結(jié)垢與防止14第一節(jié)水垢簡介14第二節(jié)水垢的分類14第三節(jié)防止產(chǎn)生水垢的方法15第五章鍋爐化學(xué)監(jiān)督16第一節(jié)目的任務(wù)16第二節(jié)建設(shè)和調(diào)試運(yùn)行階段的化學(xué)監(jiān)督16第三節(jié)運(yùn)行期間的化學(xué)監(jiān)督17第四節(jié)大修期間的化學(xué)監(jiān)督18第六章鍋爐化學(xué)監(jiān)督技術(shù)總復(fù)習(xí)題20第一章 火電廠水處理概論第一節(jié) 火電廠水處理的作用火力發(fā)電是把燃料的化學(xué)能，通過火力發(fā)電設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿纳a(chǎn)過程。在這一過程中離不開傳遞能量的工質(zhì)。由于水的傳熱性能

4、好，熱容量高，分子量小，給水泵輸送1份體積的水所產(chǎn)生的蒸汽流過汽輪機(jī)的體積可達(dá)22.4×1000÷18÷0.03=4148份，因此被認(rèn)為是火電廠用于做功的理想工質(zhì)。水在做功的過程中是這樣進(jìn)行循環(huán)進(jìn)行的，即燃料在鍋爐中燃燒把燃料中的化學(xué)能變成熱能傳遞給鍋爐中的水，吸收熱能后的水變成具有一定溫度的蒸汽，然后流經(jīng)過熱器進(jìn)一步升溫后進(jìn)入汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。汽輪機(jī)做功后的乏汽排入凝汽器中，被冷卻成凝結(jié)水，經(jīng)處理后再次送往鍋爐循環(huán)利用。另外，在火電廠中大量的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的軸瓦也需要用水來冷卻。因此，水在火電廠中起著能量傳遞、水變成高溫后蒸汽

5、后推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)和冷卻等作用。第二節(jié) 火電廠中水的分類由于水在火電廠的作用不同，其水質(zhì)差別很大。在實(shí)際生產(chǎn)中，我們給這些水以不同的名稱：如生水、補(bǔ)給水、凝結(jié)水、給水、鍋爐水、疏水、冷卻水等。1. 生水 又稱原水，是指未經(jīng)處理的天然水，如江河水、湖水、地下水等。在火電廠中生水既可作為制取補(bǔ)給水的水源，又可作為冷卻水或消防水使用。2. 補(bǔ)給水 是指生水經(jīng)過各種方法處理后，用來補(bǔ)充火電廠中水、汽循環(huán)系統(tǒng)損失的水。補(bǔ)給水按其凈化處理方法不同，又可分為軟化水、蒸餾水和除鹽水等。3. 凝結(jié)水 在汽輪機(jī)做功后的蒸汽經(jīng)凝汽器冷卻成的水，稱凝結(jié)水。4. 給水 送往鍋爐的水稱之為給水。凝汽式發(fā)電廠的給水主要由凝結(jié)

6、水、補(bǔ)給水和各種疏水組成。熱電廠還包括返回凝結(jié)水。5. 鍋爐水 在鍋爐本體的蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)著的水，稱之為鍋爐水，簡稱爐水。6. 疏水 火電廠內(nèi)部各種蒸汽管道和用汽設(shè)備中的蒸汽凝結(jié)成的水稱之為疏水。它經(jīng)疏水器匯集到疏水箱。在火電廠中高壓疏水一般回收到除氧器，低壓疏水回收到凝汽器。7. 返回凝結(jié)水 熱電廠向用戶供蒸汽后，回收蒸汽凝結(jié)水稱為返回凝結(jié)水，簡稱返回水。8. 冷卻水 作為冷卻介質(zhì)的水稱之為冷卻水。在火電廠中，它主要是指通過凝汽器用以冷卻汽輪機(jī)排汽的水。第三節(jié) 火電廠中的水處理為了防止水中的雜質(zhì)進(jìn)入鍋爐后發(fā)生沉淀和結(jié)垢，一般對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理（混凝、澄清、過濾）和水的除鹽處理（一級(jí)除鹽、脫二氧

7、化碳、二級(jí)除鹽或超濾、反滲透、EDI），盡量使鍋爐補(bǔ)給水中的雜質(zhì)最少；為了防止水對(duì)水汽、系統(tǒng)金屬的腐蝕，防止腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入鍋爐并引起水冷壁的腐蝕、結(jié)垢以及防止蒸汽攜帶雜質(zhì)引起過熱器和汽輪機(jī)腐蝕、積鹽等，需要對(duì)給水和爐水進(jìn)行處理。例如，給水中的腐蝕產(chǎn)物Fe3O4、CuO進(jìn)入鍋爐后，一方面在鍋爐熱負(fù)荷高的部位沉積，產(chǎn)生銅、鐵垢，影響熱的傳遞，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生鍋爐爆管，另一方面銅垢容易被高壓蒸汽攜帶，它往往沉積在汽輪機(jī)的高壓缸部分。因此，既要嚴(yán)格控制鍋爐給水的質(zhì)量，又要對(duì)給水、爐水進(jìn)行合理的處理，防止發(fā)生任何形式的腐蝕。一、鍋爐補(bǔ)給水處理鍋爐給水通常由補(bǔ)給水、凝結(jié)水和生產(chǎn)返回水組成。因此，給水的質(zhì)量通常與這

8、些水的質(zhì)量有關(guān)。為什么要不停的向鍋爐補(bǔ)水呢？這是因?yàn)殡m然火電廠中的水、汽理論上是密閉循環(huán)，但實(shí)際上總是有一些水、汽損失，包括以下幾方面：1. 鍋爐：汽包鍋爐的連續(xù)排污，定期排污、汽包安全閥和過熱器安全閥排汽、蒸汽吹灰、化學(xué)取樣等。2. 汽輪機(jī)：汽輪機(jī)軸封漏汽、抽汽器和除氧器的對(duì)空排汽和熱電廠對(duì)外供汽等。3. 各種水箱：如疏水箱、給水箱溢流和其相應(yīng)擴(kuò)容器的對(duì)空排汽。4. 管道系統(tǒng)：各種管道的法蘭連接不嚴(yán)和閥門泄漏等。因此，為了維護(hù)火電廠熱力系統(tǒng)的正常水、汽循環(huán)，機(jī)組在運(yùn)行過程中必須要補(bǔ)充這些水、汽損失，補(bǔ)充的這部分水成為鍋爐的補(bǔ)給水。補(bǔ)給水要經(jīng)過沉淀、過濾、除鹽等水處理過程，把水中的有害物質(zhì)除去

9、后才能補(bǔ)入水、汽循環(huán)系統(tǒng)中?；痣姀S的補(bǔ)給水量與機(jī)組的類型、容量、水處理方式等因素有關(guān)。凝汽式300MW以上機(jī)組的補(bǔ)水量一般不超過鍋爐額定蒸發(fā)量的1.0%。二、凝結(jié)水處理對(duì)于直流鍋爐和部分300MW 及以上的汽包鍋爐的機(jī)組，由于鍋爐對(duì)水質(zhì)要求非常嚴(yán)格，通常要對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行精處理。凝結(jié)水的處理方式有物理處理和化學(xué)處理。物理處理包括電磁過濾、紙漿過濾和樹脂粉末過濾等。化學(xué)處理包括陽離子交換和精除鹽等。在火電廠中應(yīng)用最多的精處理設(shè)備是高速混床。三、給水處理給水水質(zhì)即使很純，也會(huì)對(duì)給水系統(tǒng)造成腐蝕。選擇適當(dāng)?shù)慕o水處理方式，就是將給水系統(tǒng)的金屬腐蝕降到最低限度。目前有三種給水處理方式，即還原性全揮發(fā)處理、氧

10、化性全揮發(fā)處理和加氧處理。各電廠可根據(jù)機(jī)組的材料特性、爐型及給水純度采用不同的給水處理方式。四、爐水處理對(duì)于汽包鍋爐，由于爐水的高度濃縮，即使給水很純爐水也可能達(dá)到腐蝕、結(jié)垢的程度。選擇適當(dāng)?shù)臓t水處理方式，就是將爐水的腐蝕、結(jié)垢降到最低限度。目前有三種爐水處理方式，即磷酸鹽處理、氫氧化鈉處理和全揮發(fā)處理。各電廠可根據(jù)爐型、凝結(jié)水處理的配置以及給水、爐水純度采用不同的爐水處理方式。五、冷卻水處理對(duì)于所有的冷卻水一般都應(yīng)采取殺菌、滅藻措施。對(duì)于采用冷水塔冷卻的機(jī)組，由于水在冷水塔蒸發(fā)而濃縮，容易發(fā)生腐蝕、結(jié)垢問題。一方面需要大量的補(bǔ)水，一般占整個(gè)電廠用水量的70%左右。另一方面需要加阻垢劑和緩蝕劑

11、防止凝汽器管發(fā)生腐蝕、結(jié)垢問題。第二章 熱力設(shè)備在運(yùn)行期間的腐蝕與防止熱力設(shè)備在運(yùn)行期間，由于所處的環(huán)境介質(zhì)在特定的條件下具有侵蝕性，如不同陰離子含量、不同pH值的水等會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生各種各樣的腐蝕。從腐蝕形態(tài)上來說主要有均勻腐蝕和局部腐蝕，其中局部腐蝕對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行危害較大。熱力設(shè)備的腐蝕不僅會(huì)縮短設(shè)備的使用年限，造成經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還會(huì)危害到其它設(shè)備，例如，腐蝕產(chǎn)物隨給水進(jìn)入鍋爐后會(huì)加劇受熱面的結(jié)垢速度并進(jìn)一步引起垢下腐蝕，形成惡性循環(huán)，最終造成設(shè)備事故。因此，必須采取有效措施，防止或減緩各種類型的腐蝕。第一節(jié) 金屬腐蝕簡介金屬材料與周圍的介質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)而遭到破壞的現(xiàn)象稱之為金屬腐蝕。破壞的結(jié)

12、果不但損壞了其固有的外觀形態(tài)，而且也破壞了金屬的物理和化學(xué)性能。腐蝕其實(shí)是一個(gè)相對(duì)概念，金屬無論接觸到什么介質(zhì)，都會(huì)發(fā)生腐蝕，只不過腐蝕速度不同而已。按照腐蝕機(jī)理，金屬腐蝕一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。1. 化學(xué)腐蝕 金屬與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕。這種腐蝕多發(fā)生在干燥的氣體或其它非電解質(zhì)中。例如，在爐膛內(nèi)，水冷壁外表面金屬在高溫?zé)煔獾淖饔孟乱鸬母g；在過熱蒸汽管道內(nèi)，金屬與過熱蒸汽直接作用引起的腐蝕等。2. 電化學(xué)腐蝕 金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生了電化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中有局部腐蝕電流產(chǎn)生的腐蝕。金屬處在潮濕的地方或遇到水時(shí)，容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。這類腐蝕在生產(chǎn)中較為普遍，而且危害性較大

13、。例如，鋼鐵與給水、鍋爐水、冷卻水以及濕蒸汽、潮濕的空氣接觸所遭到的腐蝕，都屬于電化學(xué)腐蝕。一、按照腐蝕的形態(tài)可分為均勻腐蝕和局部腐蝕1. 均勻腐蝕是指金屬表面幾乎全面遭受腐蝕。2. 局部腐蝕是指腐蝕主要集中在金屬表面的某個(gè)區(qū)域，而其它區(qū)域幾乎未遭到任何腐蝕的現(xiàn)象。局部腐蝕常見有以下幾種類型：（1） 小孔腐蝕：腐蝕集中在個(gè)別點(diǎn)上，腐蝕向縱深發(fā)展，最終造成金屬構(gòu)件腐蝕穿孔。（2） 潰瘍狀腐蝕：在金屬某些部位表面上損壞較深，腐蝕面較大的腐蝕。（3） 選擇性腐蝕 在合金的金屬表面上只有一種金屬成分發(fā)生腐蝕。該腐蝕使金屬的強(qiáng)度和韌性降低，如黃銅脫鋅的腐蝕。（4） 穿晶腐蝕 腐蝕貫穿了晶粒本體，使金屬產(chǎn)

14、生極其細(xì)微難以察覺的裂紋。（5） 晶間腐蝕 也稱苛性脆化。腐蝕沿著晶粒的邊界進(jìn)行，形成極為細(xì)小的交錯(cuò)的裂紋。這種裂紋人的眼睛無法發(fā)現(xiàn)，只能借助專門的儀器檢查。（6） 電偶腐蝕 也稱異金屬接觸腐蝕。兩種以上的金屬接觸，由于各自的腐蝕電位不同，接觸后形成電位差，使其中的一種金屬發(fā)生快速腐蝕。例如凝汽器銅管和管板接觸發(fā)生的腐蝕就屬于電偶腐蝕。與局部腐蝕的相比，均勻腐蝕金屬重量損失較多，但從金屬強(qiáng)度的損失來講，局部腐蝕大于均勻腐蝕，尤其是發(fā)生在晶粒上的腐蝕。一般說，局部腐蝕比均勻腐蝕危害要大得多。二、影響金屬腐蝕的因素1. 水中雜質(zhì)的影響 盡管鍋爐給水經(jīng)過嚴(yán)格的水質(zhì)凈化處理，但在熱力設(shè)備運(yùn)行過程中少量

15、雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入水、汽循環(huán)系統(tǒng)，由于鍋爐蒸發(fā)量很大，爐水的濃縮倍率很高，例如300MW及以上的機(jī)組，鍋爐爐水的濃縮倍率一般在幾十倍到幾百倍。在高溫、高壓條件下，極易引起腐蝕。例如，我國94年規(guī)定汽包鍋爐的排污率不得小于0.3%，就是防止鍋爐水過分濃縮引起腐蝕問題。2. 水中溶解氣體的影響 主要是水中的溶解氧和二氧化碳，其來源主要是補(bǔ)給水帶入、凝汽器泄漏以及微量雜質(zhì)在爐內(nèi)分解等。這些氣體溶解于水后，或影響水的pH值，或影響金屬的腐蝕電位，會(huì)促進(jìn)金屬腐蝕。在高溫、高壓條件下，水的溶解氧量、電導(dǎo)率和pH值是影響金屬腐蝕的關(guān)鍵因素。3. 金屬所處的溫度、壓力以及應(yīng)力等影響 例如溫度過高會(huì)引起金屬蠕變，壓力過

16、高會(huì)使金屬薄弱部位發(fā)生爆破；金屬在腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，在拉用力的作用下容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂開，合金鋼和不銹鋼尤為敏感。第二節(jié) 運(yùn)行期間給水系統(tǒng)的腐蝕及防止一、運(yùn)行期間給水系統(tǒng)的腐蝕火電廠中的給水系統(tǒng)包括低壓給水系統(tǒng)和高壓給水系統(tǒng)。其設(shè)備包括凝汽器汽側(cè)、低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器和省煤器以及相關(guān)的管道、閥門、泵、疏水箱等設(shè)備。由于水中溶解氣體以及其它雜質(zhì)的影響，在運(yùn)行中給水系統(tǒng)的金屬材料會(huì)發(fā)生溶解氧腐蝕和二氧化碳腐蝕。1. 溶解氧腐蝕（1） 原理溶解氧腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕，溶解氧在陰極還原和鐵原子在陽極氧化而形成腐蝕原電池。在腐蝕電池中鐵的電極電位比氧電極的電位低，所以鐵是電池的陽極，鐵發(fā)生氧化

17、由原子變成離子而遭到腐蝕破壞。（2） 特征鋼鐵發(fā)生溶氧腐蝕時(shí)，在其表面往往形成直徑130mm的小鼓包，鼓包表層的顏色有黃褐色到磚紅色，次層是黑色粉末狀的腐蝕產(chǎn)物，去掉腐蝕產(chǎn)物后金屬基體留有腐蝕坑。但在水流速較高的部位基本無腐蝕產(chǎn)物，在金屬表面會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的坑洞或潰瘍狀的蝕面。（3） 腐蝕部位在給水系統(tǒng)中，溫度越低水中的溶解氧濃度越高，氧腐蝕越嚴(yán)重。例如，凝汽器和低壓給水系統(tǒng)溶解氧腐蝕比較嚴(yán)重，其鋼鐵表面呈磚紅色。除氧器以后的設(shè)備其表面的顏色逐漸轉(zhuǎn)為鋼灰色甚至黑色。一般地，從除氧器后第一個(gè)高加以后的設(shè)備不發(fā)生溶解氧腐蝕。這是因?yàn)?，?jīng)除氧器除去水中的大部分溶解氧后，剩余的少量的溶解氧在除氧器后的第

18、一個(gè)高加已經(jīng)消耗完，所以以后的設(shè)備在運(yùn)行期間一般不會(huì)發(fā)生溶解氧腐蝕。但是如果除氧器運(yùn)行不正常時(shí)，也可能包括省煤器甚至鍋爐在內(nèi)都發(fā)生溶解氧腐蝕。2. 二氧化碳腐蝕空氣中的二氧化碳約占總體積的0.03%。它溶解于水后會(huì)降低水的pH值，引起酸性腐蝕。低pH值會(huì)破壞金屬表面的氧化膜，促進(jìn)和加速金屬的腐蝕速度。二氧化碳腐蝕主要發(fā)生在低壓給水系統(tǒng)。系統(tǒng)中二氧化碳的主要來源是補(bǔ)給水帶入。將補(bǔ)給水噴淋到凝汽器中可以利用真空負(fù)壓抽氣系統(tǒng)除去補(bǔ)給水中的二氧化碳和溶解氧。二、防止運(yùn)行中給水系統(tǒng)金屬腐蝕的方法為了防止或減輕給水對(duì)金屬材料的腐蝕，除了盡量減少進(jìn)入給水中的雜質(zhì)外，還應(yīng)對(duì)給水進(jìn)行必要的處理。目前給水處理的方

19、法有三種，各電廠可根據(jù)機(jī)組的材料特性、爐型及給水純度而采用不同的給水處理方式。1. 還原性全揮發(fā)處理鍋爐給水加氨水和還原劑（又稱除氧劑，如聯(lián)氨）的處理稱之為還原性全揮發(fā)處理，英文為all volatile treatment (reduction)，簡稱AVT(R)。AVT(R)是在物理除氧后再加氨水和除氧劑使給水呈弱堿性的還原處理。對(duì)于有銅系統(tǒng)的機(jī)組，兼顧了抑制銅、鐵腐蝕的作用。對(duì)于無銅系統(tǒng)的機(jī)組，通過提高給水的pH值抑制鐵腐蝕。采用AVT(R)時(shí)，個(gè)別機(jī)組在給水和濕蒸汽系統(tǒng)容易發(fā)生流動(dòng)加速腐蝕（英文為flow-accelerated corrosion，簡稱FAC）。更換材料或改變給水處理

20、方式可以消除或減輕FAC。AVT(R)特別適用于低壓加熱器含銅合金的機(jī)組。2. 氧化性全揮發(fā)處理鍋爐給水只加氨水的處理，稱之為氧化性全揮發(fā)處理，英文為all volatile treatment (oxidation)，簡稱AVT(O)。對(duì)于無銅系統(tǒng)的機(jī)組，與AVT(R)相比，采用AVT(O)后通常給水的含鐵量會(huì)有所降低，省煤器和水冷壁管的結(jié)垢速率相應(yīng)降低。AVT(O)適用于低加不含銅合金的機(jī)組。3. 加氧處理 鍋爐給水加氧的處理，稱之為加氧處理，英文為oxygenated treatment，簡稱OT。采用OT可使給水系統(tǒng)FAC現(xiàn)象減輕或消除，給水的含鐵量降低，省煤器和水冷壁管的結(jié)垢速率也降

21、低，鍋爐化學(xué)清洗周期延長；同時(shí)由于給水pH值的降低，可使凝結(jié)水精處理混床的運(yùn)行周期延長。但是OT對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格，對(duì)于沒有凝結(jié)水精處理設(shè)備或凝結(jié)水精處理運(yùn)行不正常的機(jī)組，給水的氫電導(dǎo)率難以達(dá)到小于0.15mS/cm的要求，不宜采用OT。OT適用于低加不含銅合金，并能長期保持較好的給水水質(zhì)的機(jī)組。第三節(jié) 爐水系統(tǒng)金屬的腐蝕與防止雖然進(jìn)入鍋爐的給水都是經(jīng)過凈化并進(jìn)行過處理的水，但是汽包鍋爐的濃縮倍率高達(dá)幾十倍甚至幾百，微量的雜質(zhì)也會(huì)在高度濃縮下析出，并在鍋爐內(nèi)聚集形成沉積物，因此，也會(huì)使金屬發(fā)生腐蝕，尤其是局部腐蝕。一、鍋爐水冷壁管常見的腐蝕1. 垢下的腐蝕當(dāng)鍋爐水冷壁管內(nèi)表面附著有水垢或水渣時(shí)，在

22、其下面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，這種腐蝕通常稱為垢下腐蝕。這種腐蝕的危害是，首先結(jié)垢阻礙管壁與爐水正常的熱交換，使金屬溫度升高；其次滲透到垢下的爐水深度蒸干，引起垢下的化學(xué)成分與爐水主體成分有顯著的差異，垢下的pH值往往差別最大，會(huì)引起酸性或堿性腐蝕。垢下腐蝕一般發(fā)生在熱負(fù)荷高的部位，如燃燒器附近、水冷壁向火側(cè)等。2. 酸性磷酸鹽腐蝕酸性磷酸鹽腐蝕是近幾年才確認(rèn)為與磷酸鹽隱藏和再溶出相關(guān)的一種腐蝕形式。最初進(jìn)行爐水協(xié)調(diào)pH磷酸鹽處理時(shí)， Na+與PO的摩爾比控制在2.32.8。為此往往連續(xù)向鍋爐加入Na2HPO4或NaH2PO4，使Na+與PO的摩爾比和pH值都降低，但由于爐水中含有氨，pH值的降低可

23、能辨別不出，所以如果加入Na2HPO4或NaH2PO4的量過大就容易發(fā)生酸性磷酸鹽腐蝕。酸性磷酸鹽腐蝕和堿性溝槽腐蝕很相似，一般都發(fā)生在向火側(cè)。堿性溝槽腐蝕的特征是腐蝕產(chǎn)物分兩層，兩層之間有針型的二價(jià)、三價(jià)鐵離子鈉鹽晶體。酸性磷酸鹽腐蝕產(chǎn)物外層為黑色，內(nèi)層為灰色并含有NaFePO4化合物。研究發(fā)現(xiàn)， Na+與PO的摩爾比在2.6以下并且溫度高于177時(shí)才容易發(fā)生酸性磷酸鹽腐蝕。3. 酸腐蝕當(dāng)冷取水為海水、苦咸水（CI含量在500mg/L以上的地下水）直接泄漏到水、汽循環(huán)系統(tǒng)或精處理混床運(yùn)行不當(dāng)有CI漏出或樹脂進(jìn)入水、汽循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致爐水的pH值急劇下降，發(fā)生酸性腐蝕。這種腐蝕的原因有，冷卻

24、水（特別是海水）中的MgCI2和CaCI2進(jìn)入鍋爐后會(huì)水解產(chǎn)生酸性物質(zhì)，例如，某一沿海電廠因海水直接漏入凝結(jié)水系統(tǒng)，導(dǎo)致爐水的pH值下降到4；鍋爐給水采用加氨水處理，CI往往以氯化銨的形式進(jìn)入鍋爐水中，由于氨容易揮發(fā)而留下鹽酸，例如，某一些電廠由于凝結(jié)水混床運(yùn)行控制不當(dāng)而漏CI，經(jīng)常導(dǎo)致爐水的pH值低于7。凝結(jié)水混床樹脂漏入鍋爐，高溫分解產(chǎn)生有機(jī)酸。4. 堿腐蝕當(dāng)冷卻水為碳酸鹽含量較高的河水或湖水時(shí)，如果凝汽器發(fā)生泄漏，冷卻水直接進(jìn)入鍋爐，將在爐水中高溫分解產(chǎn)生游離的氫氧化鈉，會(huì)使沉積物下的爐水的pH值上升到13以上，會(huì)破壞金屬保護(hù)膜，發(fā)生堿性腐蝕。二、防止運(yùn)行中爐水系統(tǒng)腐蝕的方法爐管發(fā)生腐蝕

25、的基本條件是水冷壁上有垢或沉積物和濃縮的爐水有侵蝕性。要防止鍋爐的腐蝕，要從防止?fàn)t管形成沉積物和消除爐水侵蝕性兩方面著手。1. 對(duì)于新安裝的鍋爐，應(yīng)在投運(yùn)前進(jìn)行化學(xué)清洗以除去水冷壁管上的鐵銹或附著物。對(duì)于運(yùn)行鍋爐應(yīng)按照火力發(fā)電廠鍋爐清洗導(dǎo)則DL/T 794-2001中的規(guī)定進(jìn)行清洗，以除去水冷壁管內(nèi)表面上的垢和沉積物。 2. 減少給水中的鐵、銅含量，防止這些腐蝕產(chǎn)物在鍋爐中形成鐵、銅垢。一般要采取以下措施：防止凝結(jié)水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)的氧腐蝕和二氧化碳腐蝕；防止?fàn)t外水處理系統(tǒng)、補(bǔ)給水系統(tǒng)的腐蝕，減少補(bǔ)給水的含鐵量；防止凝汽器銅管和低壓加熱器銅管的腐蝕，以降低給水的含銅量。3. 提高給水品質(zhì)，盡可能

26、降低給水中雜質(zhì)的含量。要嚴(yán)格防止冷卻水直接漏入水、汽循環(huán)系統(tǒng)；嚴(yán)格控制給水的氫電導(dǎo)率、氯離子含量和pH值。4. 選用合理的鍋爐水處理方式，調(diào)節(jié)爐水成分，減輕或消除爐水的侵蝕性。目前，爐水的處理方式有磷酸鹽處理、氫氧化鈉處理和全揮發(fā)處理。在我國磷酸鹽處理應(yīng)用廣泛，汽包鍋爐采用這種處理方式約占90%以上。磷酸鹽處理可在一定程度上防止?fàn)t水產(chǎn)生水垢，提高爐水的緩沖性并保持爐水呈弱堿性，中和因凝汽器泄漏在鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的酸或堿。但磷酸鹽處理會(huì)增加爐水的含鹽量，有時(shí)會(huì)發(fā)生隱藏現(xiàn)象，導(dǎo)致鍋爐發(fā)生酸性磷酸鹽腐蝕。直流鍋爐只能采用全揮發(fā)性處理。第四節(jié) 蒸汽系統(tǒng)的防腐與防積鹽一般地，蒸汽系統(tǒng)不進(jìn)行任何化學(xué)處理。為了防

27、止蒸汽系統(tǒng)腐蝕和積鹽，一般都是通過給水處理和爐水處理來間接控制蒸汽系統(tǒng)的腐蝕；通過控制鍋爐的運(yùn)行方式和爐水水質(zhì)來間接控制蒸汽的品質(zhì)。蒸汽系統(tǒng)的腐蝕大多與金屬材料和過熱狀況有關(guān)，而積鹽一般與蒸汽品質(zhì)有關(guān)。與爐水水質(zhì)相比，蒸汽中雜質(zhì)含量要少很多。盡管蒸汽中大多數(shù)雜質(zhì)的濃度都只有爐水的0.11，但是蒸汽系統(tǒng)沒有任何處理和可排污的措施，雜質(zhì)不管是以水滴的方式或是以溶解攜帶的方式帶入蒸汽中，經(jīng)過蒸干和降壓之后，如果雜質(zhì)在蒸汽中的濃度大于溶解度，它將沉積在過熱器中，即產(chǎn)生積鹽。一、蒸汽系統(tǒng)的腐蝕與防止1. 氧化皮的生成與剝離與水相比，蒸汽中的腐蝕性雜質(zhì)的含量要少得多，蒸汽系統(tǒng)的腐蝕過程主要是氧化皮的生成、

28、剝離、堵塞和爆管過程。氧化膜的組成是氧化鐵，是鐵元素和氧結(jié)合的產(chǎn)物。但這氧是來自何處的氧？是空氣中的氧、水中的溶解氧、還是水中的結(jié)合氧？分為兩種情況：（1）加工過程形成的氧化膜在制造過程中過熱器管的氧化層是在高溫條件下形成的，通常在570以上的高溫條件下，由空氣中的氧和金屬直接反應(yīng)形成氧化層。該氧化層分三層，由鋼表面起向外依次為FeO、Fe3O4、Fe2O3，如圖1所示。圖1 溫度高于570時(shí)鐵管表面加工形成的氧化物這種氧化層通常稱為氧化皮，其厚度根據(jù)加工的情況，可能厚些或薄些。試驗(yàn)表明，與金屬基體相連的FeO層，其結(jié)構(gòu)疏松，晶格缺陷多。這種高溫下形成的FeO在低于570時(shí)穩(wěn)定性差，會(huì)分解為F

29、e3O4和Fe，很易造成氧化層的脫落。因此，在新爐投產(chǎn)前，一定要用蒸汽對(duì)過熱器進(jìn)行吹洗，將易脫落的氧化鐵皮吹掉，否則，在投運(yùn)后汽輪機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量沖蝕坑。（2）運(yùn)行中形成的氧化膜蒸汽管道內(nèi)壁在運(yùn)行后所形成的氧化膜主要是由水蒸汽和鐵形成的氧化膜，該膜分二層，因此稱為雙層膜。內(nèi)層稱為原生膜(Topotactishe schicht)， 外層稱為延伸膜(Epitaktishe schicht)，是由于鐵離子向外擴(kuò)散，水中的氧離子向里擴(kuò)散而形成的。內(nèi)層的原生膜是蒸汽的水分子對(duì)金屬表面直接氧化的結(jié)果。（3）氧化皮的剝離在蒸汽中鋼表面生成氧化膜是個(gè)自然的過程。在開始時(shí)，膜形成很快，一旦膜形成后，進(jìn)一步氧化的速

30、度便慢了下來，與時(shí)間呈拋物線關(guān)系。但在某些不利的運(yùn)行條件下，如超溫或溫度壓力波動(dòng)條件下，金屬表面的雙層膜就會(huì)變成了多層膜的結(jié)構(gòu)，這時(shí)氧化和時(shí)間就變成直線關(guān)系。雙層膜先是變?yōu)槎€(gè)雙層膜，然后再進(jìn)一步發(fā)展成為多個(gè)雙層膜的多層氧化層結(jié)構(gòu)，然后便開始會(huì)發(fā)生剝離。這種多層膜的形態(tài)如圖2所示。圖2 鋼鐵在蒸汽中形成的多層氧化物由于鋼中的合金成分，如Cr、Mo 等在形成雙層膜時(shí)，均富集在下面一層，該層很致密，剝離就發(fā)生在此二層膜中間。剝離是氧化膜與基體之間膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生的應(yīng)力作用而發(fā)生的。經(jīng)驗(yàn)說明，機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)，負(fù)荷、溫度和壓力變化較大，氧化皮剝離特別容易在機(jī)組停用后再啟動(dòng)時(shí)發(fā)生。（4）防止過熱器管氧化層

31、剝離防止過熱器和再熱器管的氧化層剝離，歸納起來，有以下幾點(diǎn)：l 采用耐氧化的合金。l 改善鍋爐的運(yùn)行工況，減少蒸汽超溫，減少機(jī)組頻繁啟停，減少機(jī)組的負(fù)荷波動(dòng)。l 采用金屬表面的鍍鉻方法。2. 蒸汽系統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕與防止應(yīng)力腐蝕是金屬材料在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生的腐蝕。在所有的材料中，不銹鋼最容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。由于過熱器管一般為合金鋼甚至不銹鋼，所以過熱器容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。只有在拉應(yīng)力的作用下才能發(fā)生應(yīng)力腐蝕，而壓應(yīng)力不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。這里所謂腐蝕介質(zhì)主要是指含氯離子和硫酸根離子的介質(zhì)，其它離子在水、汽系統(tǒng)中或很少，或不容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕可分為應(yīng)力腐蝕破裂和應(yīng)力腐蝕疲勞兩大類。（1）

32、應(yīng)力腐蝕破裂應(yīng)力腐蝕破裂，拉應(yīng)力是物理因素，而產(chǎn)生拉應(yīng)力的主要來源有：金屬部件在制造安裝過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的工作應(yīng)力；溫度變化時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力。應(yīng)力腐蝕破裂，腐蝕介質(zhì)是化學(xué)因素。如奧氏體不銹鋼在幾毫克/升氯離子的溶液中就會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。應(yīng)力腐蝕破裂常發(fā)生在高參數(shù)鍋爐的過熱器和再熱器等奧氏體不銹鋼部件上。因此，在制造、安裝和檢修過程中盡量避免產(chǎn)生殘余的拉應(yīng)力。在鍋爐化學(xué)清洗或進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)避免含有氯化物、硫化物的水進(jìn)入系統(tǒng)。萬一進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，必須用大流量的除鹽水沖洗干凈。否則，鍋爐不得點(diǎn)火。（2）應(yīng)力腐蝕疲勞金屬在交變循環(huán)的應(yīng)力（方向變化或周期應(yīng)力）和腐蝕介質(zhì)共同作用

33、下產(chǎn)生破裂傾向。通常產(chǎn)生疲勞破壞的應(yīng)力低于屈服點(diǎn)，并且是在施加這一應(yīng)力許多周期之后發(fā)生。這是由于鍋爐材料在交變應(yīng)力的作用下，表面的保護(hù)膜被破壞，產(chǎn)生蝕孔等使應(yīng)力集中，并誘發(fā)裂紋。在裂紋的尖端腐蝕最為強(qiáng)烈。提高金屬材料的抗拉強(qiáng)度，對(duì)改善一般的疲勞是有利的，但對(duì)防止腐蝕疲勞卻是有害的。高抗拉強(qiáng)度的材料中一旦產(chǎn)生了裂紋，通常它將比低強(qiáng)度材料中擴(kuò)展的更快。熱力設(shè)備應(yīng)力腐蝕疲勞常發(fā)生的部位有：在鍋爐的集汽聯(lián)箱，即聯(lián)箱的排水孔處；汽包和管道結(jié)合處；汽水混合物時(shí)快、時(shí)慢的流過的管道；頻繁啟、停的鍋爐，在停用時(shí)氧含量高發(fā)生點(diǎn)腐蝕，這些點(diǎn)坑在交變應(yīng)力的作用下形成疲勞源。二、過熱器的積鹽與防止蒸汽中的雜質(zhì)來源有三

34、部分組成，即機(jī)械攜帶、溶解攜帶和減溫水?dāng)y帶組成。機(jī)械攜帶是指蒸汽帶水，與汽包的汽水分離效果有關(guān)；溶解攜帶是指蒸汽溶解雜質(zhì)的能力，與爐水水質(zhì)和鍋爐的運(yùn)行壓力有關(guān)；減溫水?dāng)y帶與給水水質(zhì)有關(guān)?，F(xiàn)代的大機(jī)組都是通過噴水（給水）減溫來控制過熱蒸汽的溫度。在正常的設(shè)計(jì)中噴水的量為給水流量的1%5%。如果給水水質(zhì)較差，給水在過熱蒸汽完全蒸干的過程中，鹽類就可能析出。類鹽在蒸汽中的溶解度與蒸汽的壓力有關(guān)，因?yàn)樗械恼羝家谶^熱器和汽輪機(jī)中降壓，因而鈉鹽的溶解度逐漸降低，所以不管鍋爐的壓力多高，蒸汽的含鈉量統(tǒng)統(tǒng)規(guī)定為小于10µg/L。汽包的汽水分離效果差，蒸汽帶水，無疑會(huì)引起過熱器的積鹽；如果汽包的

35、運(yùn)行壓力過高將產(chǎn)生嚴(yán)重的溶解攜帶，如圖3所示，蒸汽壓力降低后鹽類會(huì)重新析出?，F(xiàn)代大型汽包鍋爐大都是變壓運(yùn)行，即鍋爐的壓力隨著負(fù)荷的升高而增高，汽包壓力的變化范圍一般在11.0MPa19.5MPa。也就是說，鍋爐在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)比低負(fù)荷時(shí)雜質(zhì)的溶解攜帶更加嚴(yán)重。通過對(duì)全國幾十多臺(tái)不同參數(shù)的鍋爐熱化學(xué)試驗(yàn)的結(jié)果匯總，得出圖3和圖4。由于在同一壓力下，雜質(zhì)的溶解攜帶的比例系數(shù)是一定的，而機(jī)械攜帶則取決于汽包的汽水分離效果的優(yōu)劣。我們所檢測(cè)的蒸汽品質(zhì)是機(jī)械攜帶和溶解攜帶以及減溫水?dāng)y帶之和。對(duì)于大機(jī)組，由于給水水質(zhì)與蒸汽相當(dāng)，減溫水的攜帶可忽略不計(jì)。 蒸汽含鈉量為10µg/kg時(shí) 圖3 爐水含鈉

36、量與汽包壓力的關(guān)系 蒸汽含硅量為20µg/kg時(shí) 圖4 爐水的含硅量與汽包壓力的關(guān)系 圖3和圖4中的曲線1是溶解攜帶，曲線2是汽水分離效果較好的鍋爐水的最高允許含鈉量和含硅量，曲線3是稍差的鍋爐水的最高允許含鈉量和含硅量。實(shí)際上運(yùn)行在第3條曲線上的鍋爐，排污率應(yīng)有所加大，稍有不慎，過熱器和汽輪機(jī)就會(huì)發(fā)生積鹽現(xiàn)象。而在曲線3以下運(yùn)行的鍋爐，過熱器和汽輪機(jī)都有一定程度的積鹽現(xiàn)象。對(duì)鍋爐進(jìn)行熱化學(xué)試驗(yàn)，可以確定不影響蒸汽品質(zhì)的汽包壓力、汽包水位、水位的波動(dòng)速度、最高負(fù)荷以及負(fù)荷的變化速率以及爐水含鹽量等指標(biāo)，并納入到鍋爐運(yùn)行規(guī)程中。按此規(guī)程運(yùn)行就能避免過熱器積鹽。鍋爐的排污是保證蒸汽品質(zhì)的

37、必要條件。高參數(shù)的機(jī)組，大多都用二級(jí)除鹽水作為鍋爐補(bǔ)給水。在凝汽器無泄漏或凝結(jié)水100%的精處理的機(jī)組，鍋爐的排污量非常小。但是很多電廠由于沒有做熱化學(xué)試驗(yàn)，為了安全起見，鍋爐連排控制在12%。做過熱化學(xué)試驗(yàn)的鍋爐排污率大多數(shù)都定為0.3%。有定期排污的鍋爐，一般地每周排12次即可。定排應(yīng)在低負(fù)荷下進(jìn)行。這是在保證機(jī)組安全的前提下，最大限度地節(jié)水、節(jié)能。高參數(shù)的機(jī)組，污染蒸汽的主要雜質(zhì)是二氧化硅。例如350MW的機(jī)組，爐水最高允許含硅量只有60100µg/L，這就要求補(bǔ)給水的含硅量要低，否則鍋爐排污量就會(huì)增加。實(shí)際上，大都數(shù)鍋爐的排污量大都是由爐水中的二氧化硅含量決定的。爐水用磷酸鹽

38、處理的鍋爐，爐水中的鈉主要是人為的向鍋爐內(nèi)加磷酸鈉造成的。既然蒸汽總是要按一定比例攜帶磷酸鹽，在凝汽器不泄漏的情況下，應(yīng)盡量少加或不加（即改為全揮發(fā)處理）。試驗(yàn)中證明，凡是用磷酸鹽處理的鍋爐，蒸汽中都可以檢測(cè)出PO，汽包的運(yùn)行壓力越高，蒸汽中PO也越高，過熱器往往發(fā)生磷酸鹽的沉積。例如，某電廠300MW的機(jī)組，汽包壓力經(jīng)常運(yùn)行在19.3MPa以上，盡管爐水中磷酸根很低，但是過熱器還是因磷酸鹽的沉積而多次爆管。因此，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，汽包的運(yùn)行壓力超過19.3MPa的鍋爐不宜采用磷酸鹽處理。第三章 熱力設(shè)備在停備用期間的腐蝕與防止第一節(jié) 停用腐蝕鍋爐、加熱器等熱力設(shè)備在停運(yùn)期間，如果不采取有效措

39、施，水、汽側(cè)的金屬表面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕 ，這種腐蝕稱之為停用腐蝕。氧腐蝕是停用腐蝕的主要形式之一。1. 發(fā)生停用腐蝕的原因發(fā)生停用腐蝕的主要原因有：空氣中氧和二氧化碳進(jìn)入水、汽系統(tǒng)內(nèi)部。因?yàn)闊崃υO(shè)備停用時(shí)，水、汽系統(tǒng)內(nèi)部的溫度、壓力都逐漸下降，空氣從設(shè)備不嚴(yán)處大量滲入內(nèi)部。金屬的表面有積水或非常潮濕。因?yàn)樵O(shè)備停用時(shí)內(nèi)部有未排盡的水或蒸汽凝結(jié)的水。金屬表面上的垢被水或潮氣潤濕，垢的成分又具有腐蝕性就會(huì)產(chǎn)生腐蝕。2. 停用腐蝕的特點(diǎn)與運(yùn)行工況相比，停用期間發(fā)生的氧腐蝕有以下特點(diǎn)：因?yàn)闇囟鹊?，所以腐蝕產(chǎn)物是疏松的，附著力小，易被水帶走，腐蝕產(chǎn)物的表層常常為黃褐色。由于氧的濃度高，并可以擴(kuò)散到系統(tǒng)的各

40、個(gè)部位，所以停運(yùn)腐蝕的部位與運(yùn)行鍋爐發(fā)生的氧腐蝕有顯著的差別。a. 過熱器。鍋爐運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生氧腐蝕，而停用時(shí)，在立式過熱器的彎頭處常常因積水而發(fā)生嚴(yán)重的氧腐蝕。b. 再熱器。與過熱器相同，運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生氧腐蝕，而停用時(shí)，在積水處常常發(fā)生嚴(yán)重的氧腐蝕。c. 省煤器。運(yùn)行時(shí)基本不會(huì)發(fā)生氧腐蝕，而停用時(shí)，在積水處常常發(fā)生的氧腐蝕。d. 鍋爐本體。運(yùn)行時(shí)基本不會(huì)發(fā)生氧腐蝕，而停用時(shí)，在汽包有積水的地方常常發(fā)生的氧腐蝕。3. 停用腐蝕的影響因素是否發(fā)生停用腐蝕與濕度、金屬表面液膜的成分、溫度等因素有關(guān)。一般相對(duì)濕度超過70%以上會(huì)快速腐蝕，低于50%基本不腐蝕，低于20%就能避免腐蝕。金屬表面液膜的成

41、分主要與水中的含鹽量以及金屬表面的清潔程度有關(guān)。當(dāng)水中含有氯化物、硫酸鹽等或表面有沉積物都會(huì)加劇腐蝕。氣溫越高，腐蝕越嚴(yán)重，如夏天比冬天嚴(yán)重，南方比北方嚴(yán)重。4. 停用腐蝕的危害火力發(fā)電廠熱力設(shè)備常因停備用而遭腐蝕損壞。盡管停用時(shí)間比運(yùn)行時(shí)間短得多，但腐蝕卻比運(yùn)行嚴(yán)重得多。例如某電廠2臺(tái)500MW直流鍋爐機(jī)組，水冷壁運(yùn)行結(jié)垢速率只有15g/(.a)，而停用腐蝕卻達(dá)到20g/(.a)以上。由于北方寒冷，機(jī)組停用后爐內(nèi)的水蒸汽首先在溫度低的背火側(cè)和翅片處結(jié)露，在氧的作用下發(fā)生銹蝕，導(dǎo)致背火側(cè)的結(jié)垢量明顯高于向火側(cè)。所以，機(jī)組停備用保護(hù)非常重要。第二節(jié) 停用保護(hù)為了防止停用腐蝕，熱力系統(tǒng)停用期間必須

42、采取保護(hù)措施，按其作用原理，可分為三大類：第一類是防止空氣進(jìn)入水、汽系統(tǒng)的內(nèi)部。這類方法包括保持蒸汽壓力法，充氮法等；第二類是降低熱力設(shè)備內(nèi)部的濕度。這類方法有烘干法、干風(fēng)法、熱風(fēng)法、干燥劑法；第三類是緩蝕劑法。通過加入緩蝕劑使金屬的表面生成保護(hù)膜，或者除去水中的溶解氧。所加的緩蝕劑有聯(lián)氨、氨溶液、液相緩蝕劑、氣相緩蝕劑。一、停用保護(hù)的選用在選擇停用保護(hù)方法時(shí)，主要應(yīng)考慮以下因素。1. 機(jī)組參數(shù)和類型對(duì)于高參數(shù)機(jī)組，由于對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格，加上結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難將系統(tǒng)內(nèi)部的水放凈，所以停用時(shí)不宜采用干燥劑法或固態(tài)堿液法保護(hù)。一般宜采用聯(lián)氨+氨的濕法保護(hù)，也可采用充氮法保護(hù)。對(duì)于中低壓鍋爐，因其對(duì)水質(zhì)要

43、求較低，而且水、汽系統(tǒng)簡單，可以采用堿液法或干燥法。但對(duì)于有立式過熱器的汽包鍋爐，因過熱器彎頭容易積水，如果不能將過熱器的積水吹凈或烘干，則不宜采用干燥法。2. 停用時(shí)間的長短對(duì)于短期停用的鍋爐，采用的保護(hù)方法應(yīng)能滿足在短時(shí)間啟動(dòng)的要求。例如，對(duì)于熱備用鍋爐，必須考慮能隨時(shí)投入運(yùn)行，這樣要求所用的方法不能排掉爐水，也不宜改變爐水的成分，以免延誤投入時(shí)間，一般采用保持蒸汽壓力法或給水壓力法。對(duì)于長期停運(yùn)的鍋爐，所采用的方法防腐作用要持久，一般可采用干燥法、聯(lián)氨法、充氮法、熱力成膜法。3. 現(xiàn)場條件。選擇保護(hù)方法時(shí)，要考慮采用某種保護(hù)方法的現(xiàn)實(shí)可能性。如果采用某一方法雖然從機(jī)組的特點(diǎn)和停運(yùn)時(shí)間考慮

44、是合理的但現(xiàn)場條件不具備，也不能采用?，F(xiàn)場條件包括設(shè)備條件、給水水質(zhì)、環(huán)境溫度、藥品來源以及保護(hù)方法的經(jīng)濟(jì)性等。例如，采用濕法保護(hù)的各種方法，對(duì)于北方電廠，要具備防凍條件。二、目前應(yīng)用最廣泛的方法（一）干法防腐：1. 熱爐放水余熱烘干。爐水的溫度在140180時(shí)快速放掉爐水，打開鍋爐的空氣排放門，利用鍋爐的余熱將鍋爐烘干。2. 熱爐放水余熱、負(fù)壓烘干。爐水的溫度在140180時(shí)快速放掉爐水，然后將鍋爐系統(tǒng)與凝汽器負(fù)壓系統(tǒng)相連接，使鍋爐系統(tǒng)內(nèi)部的濕份快速抽出。3. 熱爐放水、加熱烘干。爐水的溫度在140180時(shí)快速放掉爐水，利用點(diǎn)火設(shè)備在爐內(nèi)點(diǎn)微火或利用鄰爐熱風(fēng)烘干水汽系統(tǒng)的內(nèi)表面。4. 熱爐放

45、水、冷風(fēng)干燥。爐水的溫度在140180時(shí)快速放掉爐水，然后利用除濕機(jī)將干燥的空氣連續(xù)不斷的送往鍋爐系統(tǒng)，使排出的空氣的相對(duì)濕度降到20%以下。5. 緩蝕劑法。鍋爐停運(yùn)前0.51小時(shí)加十八胺，然后熱爐放水，余熱烘干。（二）濕法防腐：1. 氨水法。鍋爐停運(yùn)后不放水，向鍋爐加氨水并使?fàn)t水循環(huán)均勻，要求爐水的pH>10.5以上。2. 氨水+聯(lián)氨法。鍋爐停運(yùn)后不放水，向鍋爐加聯(lián)氨50150mg/L，用氨水將爐水的pH值調(diào)到10.010.5并使?fàn)t水循環(huán)均勻。3. 保持蒸汽壓力法。適用于經(jīng)常啟停、處于熱備用的鍋爐。此法是停爐后采用間斷點(diǎn)火升溫的方法保持蒸汽壓力為0.981.47MPa，以防止空氣漏入鍋

46、內(nèi)。第四章 熱力設(shè)備的結(jié)垢與防止第一節(jié) 水垢簡介某些雜質(zhì)進(jìn)入鍋爐后，在高溫、高壓和蒸發(fā)、濃縮的作用下，部分雜質(zhì)會(huì)從溶液中析出固體物質(zhì)并附著在受熱面上，這種現(xiàn)象稱之為結(jié)垢。這些在熱力設(shè)備受熱面水側(cè)金屬表面上生成的固態(tài)附著物稱之為水垢和鹽垢。其它不附著在受熱面的的析出物（懸浮物或沉積物）稱之為水渣。水渣往往浮在汽包汽、水分界面上或沉積在鍋爐底部下聯(lián)箱中，通常可以通過連續(xù)排污或定期排污排出鍋爐。但是如果排污不及時(shí)或排污量不足，有些水渣會(huì)隨爐水的循環(huán)，粘附在受熱面上形成二次水垢。水垢的導(dǎo)熱性能很低，比鋼鐵低幾十倍到幾百倍。當(dāng)鍋爐水冷壁結(jié)垢后，將嚴(yán)重影響熱量的正常傳遞，使鍋爐熱效率降低。更為重要的是因?yàn)?/p>

47、傳熱不良將導(dǎo)致爐管壁溫升高，造成爆管事故。此外，結(jié)垢還會(huì)引起沉積物下的腐蝕，對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行構(gòu)成威脅。如果鍋爐水中的水渣過多，也會(huì)堵塞爐管，影響爐水循環(huán)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響蒸汽品質(zhì)。第二節(jié) 水垢的分類水垢的化學(xué)組成比較復(fù)雜，通常由許多化合物混合而成，但往往又以某中成分為主。按水垢的主要化學(xué)成分可將水垢分為幾類：鈣鎂垢、硅酸鹽垢、氧化鐵垢、銅垢和磷酸鹽垢。1） 鈣鎂水垢鈣鎂水垢中鈣鎂化合物的含量較高，大約占90%左右。此類水垢又可根據(jù)其主要化合物的不同成分分為：碳酸鹽水垢（CaCO3）、硫酸鈣水垢（CaSO4、CaSO4·2H2O）、硅酸鈣水垢（CaSiO3 、5CaO·5SiO

48、2·H2O）、鎂垢Mg(OH)2、Mg3(PO4)2等。結(jié)垢部位：加熱器、省煤器以及凝汽器管等部位易形成碳酸鈣水垢。鍋爐水冷壁、蒸發(fā)器等熱負(fù)荷較高的部位容易形成硫酸鈣垢和硅酸鈣水垢。形成原因：鍋爐補(bǔ)給水處理差，有硬度成分；凝汽器泄漏而又沒有凝結(jié)水精處理；鍋爐加藥不適當(dāng)。這時(shí)汽包鍋爐應(yīng)采用磷酸鹽處理；鍋爐連續(xù)排污量不夠，使水渣形成二次水垢。鈣鎂水垢易發(fā)生在中、低壓鍋爐中。2） 硅酸鹽水垢硅酸鹽水垢的化學(xué)成分大多是鋁、鐵的硅酸化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。此種水垢中的二氧化硅的含量為4050%，鐵和鋁的氧化物含量為25%30%。此外，還有少量的鈣、鎂、鈉的化合物。結(jié)垢部位：熱負(fù)荷較高或水循環(huán)不

49、良的爐管容易形成硅酸鈣水垢。形成原因：鍋爐補(bǔ)給水沒有進(jìn)行除硅處理。硅酸鹽水垢易發(fā)生在中、低壓鍋爐中。3） 氧化鐵垢氧化鐵垢的主要成分是鐵的氧化物，其顏色大多為灰色或黑色。結(jié)垢部位：鍋爐熱負(fù)荷較高的部位（如噴燃器附近）或水循環(huán)不良的爐管容易形成氧化鐵垢。形成原因：主要是爐水含鐵量大和爐管的局部熱負(fù)荷太高。爐水含鐵量大的原因有，鍋爐運(yùn)行時(shí)，爐管遭到高溫爐水腐蝕，或隨給水帶入的氧化鐵，或在鍋爐停用時(shí)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物，它們都會(huì)附著在熱負(fù)荷較高的爐管上，轉(zhuǎn)化為氧化鐵垢。氧化鐵垢易發(fā)生在高參數(shù)大容量的鍋爐中。4） 銅垢當(dāng)垢中金屬銅的含量達(dá)到20%30%時(shí)，這種水垢稱之為銅垢。銅垢往往會(huì)加速水冷壁管的腐蝕。結(jié)

50、垢部位：局部熱負(fù)荷很高的爐管內(nèi)。形成原因：熱力系統(tǒng)的銅合金設(shè)備遭到氨和氧的共同腐蝕或單獨(dú)腐蝕后，銅的腐蝕產(chǎn)物隨給水進(jìn)入鍋爐。銅垢只發(fā)生在機(jī)組水汽系統(tǒng)含有銅合金的鍋爐中。5） 磷酸鹽垢磷酸鐵鹽垢的主要化學(xué)成分磷酸亞鐵鈉（Na4FeOH(PO4)2·NaOH）。會(huì)使?fàn)t管發(fā)生酸性磷酸鹽腐蝕。結(jié)垢部位：主要在熱負(fù)荷較高的部位。形成原因：主要是爐水中的磷酸鹽含量過高并添加了磷酸氫二鈉，鈉與磷的摩爾比過低造成的。磷酸鐵鹽垢易發(fā)生在高參數(shù)大容量局部熱負(fù)荷較高的鍋爐中。第三節(jié) 防止產(chǎn)生水垢的方法1. 減少進(jìn)入給水中雜質(zhì)的含量制備高純度的補(bǔ)給水，徹底除去水中的各種容易雜質(zhì)。例如利用軟化或除鹽系統(tǒng)徹底除

51、去鈣鎂離子，利用陰離子交換法徹底除去水中的SiO 、SO 等容易形成水垢的陰離子?？傊鶕?jù)機(jī)組參數(shù)，制備出符合補(bǔ)給水要求的水質(zhì)。防止凝汽器管發(fā)生腐蝕泄漏，并及時(shí)的查漏堵漏。300MW及以上的機(jī)組，大都配備凝結(jié)水精處理設(shè)備，以防止因凝汽器管泄漏，冷卻水直接進(jìn)入鍋爐而產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢。對(duì)于生產(chǎn)返回水的凝結(jié)水、疏水必須嚴(yán)格控制，必要是也要進(jìn)行相應(yīng)軟化或除鹽處理，有時(shí)還要進(jìn)行除油、除鐵處理。2. 防止水、汽系統(tǒng)的腐蝕，減少給水銅鐵含量采用的方法有，高壓給水系統(tǒng)采用除氧、加氨水方法防止鐵腐蝕；低壓給水系統(tǒng)如果加熱器含銅合金時(shí)，加聯(lián)氨和氨水的方法防止銅腐蝕，不含銅合金時(shí)也可以不加聯(lián)氨，但必須加氨水調(diào)節(jié)pH

52、值。凝汽器管為銅管時(shí)空抽區(qū)選用鎳銅管防止氨腐蝕。此外，在機(jī)組啟動(dòng)過程中，要加強(qiáng)水、汽質(zhì)量監(jiān)督和調(diào)整，對(duì)不合格的水質(zhì)要及時(shí)排放或換水。3. 爐內(nèi)水處理汽包鍋爐爐水采用磷酸鹽處理之所以應(yīng)用廣泛，就是因?yàn)檫@種方法能將鈣鎂雜質(zhì)生成水渣，通過鍋爐連續(xù)排污排出爐外，能有效地防止鍋爐結(jié)鈣鎂水垢。但是要注意磷酸鹽過量或使用不當(dāng)，容易發(fā)生隱藏現(xiàn)象并生成磷酸鹽鐵垢。第五章 鍋爐化學(xué)監(jiān)督第一節(jié) 目的任務(wù)鍋爐化學(xué)監(jiān)督的目的是，防止水、汽系統(tǒng)發(fā)生腐蝕、結(jié)垢和積鹽，保證鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行?；瘜W(xué)監(jiān)督的主要任務(wù)是，對(duì)水、汽品質(zhì)，對(duì)設(shè)備結(jié)垢、腐蝕、積鹽程度，對(duì)設(shè)備投運(yùn)前金屬表面的清潔程度以及停用時(shí)的防腐等進(jìn)行全面地監(jiān)督和指導(dǎo)。

53、鍋爐化學(xué)監(jiān)督是一項(xiàng)全過程的監(jiān)督工作，涉及鍋爐制造、安裝、運(yùn)行、檢修和停備用各個(gè)階段，只有在每一階段都進(jìn)行有效地化學(xué)監(jiān)督，才能防止鍋爐發(fā)生腐蝕、結(jié)垢，保證鍋爐的安全運(yùn)行。下面按階段簡單介紹鍋爐監(jiān)督工作中有關(guān)化學(xué)監(jiān)督方面的內(nèi)容。第二節(jié) 建設(shè)和調(diào)試運(yùn)行階段的化學(xué)監(jiān)督建設(shè)和試運(yùn)行階段的化學(xué)工作監(jiān)督包括，鍋爐設(shè)備進(jìn)入安裝現(xiàn)場前后，化學(xué)水處理系統(tǒng)的調(diào)整試運(yùn)行、鍋爐設(shè)備安裝期間至水壓試驗(yàn)、鍋爐化學(xué)清洗、機(jī)組啟動(dòng)前的吹洗、啟動(dòng)過程中水、汽取樣分析，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)調(diào)試等。鍋爐設(shè)備安裝前應(yīng)對(duì)設(shè)備的制造、保管情況進(jìn)行詳細(xì)的記錄、并根據(jù)設(shè)備的防腐情況制定出保證正常安裝和運(yùn)行的措施。要求鍋爐制造廠供應(yīng)的管束、管材和部件、

54、設(shè)備均應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的清掃，管子和管束及部件內(nèi)部不允許有積水、污泥和明顯的腐蝕現(xiàn)象，其中開口處均應(yīng)用牢固的罩子封好。有些部件和管束應(yīng)采取充氮、氣相緩蝕劑等保護(hù)措施。安裝單位應(yīng)按DL/T 855-2004電力基本建設(shè)火電設(shè)備維護(hù)保管規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收和保管。鍋爐正式投運(yùn)生產(chǎn)前應(yīng)做好停用保護(hù)和化學(xué)清洗、蒸汽吹掃等工作。禁止鍋爐進(jìn)入不符合要求的水，進(jìn)行對(duì)過熱器、再熱器進(jìn)行水壓試驗(yàn)，必須采用除鹽水。不具備可靠的化學(xué)水處理?xiàng)l件時(shí)，禁止啟動(dòng)鍋爐。新安裝的鍋爐必須進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗的范圍按DL/T 8892004電力基本建熱力設(shè)備化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則的規(guī)定執(zhí)行。新建鍋爐化學(xué)清洗后應(yīng)立即采取防腐措施，并盡可能縮短至鍋爐點(diǎn)

55、火的時(shí)間，一般不應(yīng)超過20天。鍋爐啟動(dòng)試運(yùn)行過程應(yīng)做好水、汽系統(tǒng)的冷態(tài)、熱態(tài)沖洗工作，保證鍋爐給水品質(zhì)符合要求。試運(yùn)過程必須投入鍋內(nèi)加藥處理系統(tǒng)，嚴(yán)格控制爐水、蒸汽品質(zhì)。高參數(shù)的鍋爐（300MW及以上的機(jī)組），應(yīng)進(jìn)行洗硅試運(yùn)行。第三節(jié) 運(yùn)行期間的化學(xué)監(jiān)督在鍋爐運(yùn)行過程中，為了防止鍋爐產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和積鹽等故障，要求水、汽質(zhì)量應(yīng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在運(yùn)行期間對(duì)各種水和蒸汽的一些主要指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)的或定期的分析監(jiān)督，判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。若不符合要求，則應(yīng)及時(shí)提出調(diào)整措施，防止水、汽品質(zhì)進(jìn)一步劣化，影響鍋爐乃至整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行。鍋爐的水、汽品質(zhì)應(yīng)按GB/T 12145-1999火力發(fā)電廠機(jī)組及

56、蒸汽動(dòng)力設(shè)備水、汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和DL/T 805火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。一、鍋爐給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需要監(jiān)督的指標(biāo)有：1. 硬度。防止在鍋爐生成鈣、鎂水垢。給水的硬度應(yīng)接近于0mol/L。2. 溶解氧。防止給水系統(tǒng)發(fā)生氧腐蝕，通常規(guī)定省煤器入口的溶解氧小于7g/L（加氧處理除外）。3. 鐵和銅。防止給水系統(tǒng)腐蝕和防止腐蝕產(chǎn)物被帶入鍋爐而產(chǎn)生鐵垢和銅垢。4. pH值。防止水、汽系統(tǒng)發(fā)生腐蝕。規(guī)定有銅系統(tǒng)pH=8.89.3，無銅系統(tǒng)pH=9.09.6。5. 氫電導(dǎo)率： 衡量給水含鹽量的綜合指標(biāo)。具有檢測(cè)方便、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。通常氫電導(dǎo)率至少在0.3S/cm以下。6. 聯(lián)氨。作為熱力除氧后的輔助除氧。運(yùn)

57、行時(shí)應(yīng)控制過剩的聯(lián)氨濃度為1050g/L。對(duì)于無銅的機(jī)組也可以不加聯(lián)氨。7. 油。如果給水中含有油，進(jìn)入鍋爐后會(huì)受熱分解成導(dǎo)熱系數(shù)很小的附著物粘在水冷壁管上，影響傳熱。二、爐水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需要監(jiān)督的指標(biāo)有：1 磷酸根含量（mg/L）。主要針對(duì)爐水采取磷酸鹽處理的鍋爐。為了防止產(chǎn)生鈣、鎂水垢，鍋爐中維持一定量的磷酸根，對(duì)于不同壓力的鍋爐磷酸根的控制范圍不同，鍋爐壓力越高，磷酸根濃度控制越低。2 含硅量（g/L）?？刂棋仩t水中的含硅量的目的是防止蒸汽攜帶二氧化硅，如果蒸汽攜帶大量的硅，蒸汽在汽輪機(jī)作功，經(jīng)減溫減壓后會(huì)沉積在高壓缸和中壓缸上，影響汽輪機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。3 電導(dǎo)率（S/cm）。是衡量爐水含電介質(zhì)（主要是含鹽量）的綜合指標(biāo)。具有檢測(cè)方便、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。4 pH值。保持爐水的pH值不低于9 是防止鍋爐發(fā)生酸性腐蝕的關(guān)鍵。在進(jìn)行爐水磷酸鹽處理時(shí)，只有在pH值足夠高的條件下，才能生成易被排除的水渣；為了抑制蒸汽攜帶二氧化硅，通常提高爐水的pH值，使二氧化硅轉(zhuǎn)為硅酸鹽，