工業(yè)水處理-電廠化學課件7-10

電廠化學—培訓目錄第七章熱力系統(tǒng)的金屬腐蝕第八章冷卻水處理第九章蒸汽污染的預防第十章電廠水處理實例第七章熱力系統(tǒng)的金屬腐蝕第一節(jié)腐蝕基礎第二節(jié)金屬電化學腐蝕的基本原理第三節(jié)熱力設備腐蝕的類型和特點第四節(jié)熱力設備的氧腐蝕第五節(jié)熱力設備的酸腐蝕第六節(jié)停用腐蝕與停用保護第一節(jié)腐蝕基礎一、腐蝕的定義

由于材料與環(huán)境反應而引起材料的破壞或變質；或指除了單純機械破壞以外的材料的各種破壞；甚或為材料與環(huán)境之間的有害反應。

上述定義中的材料為金屬時，即為金屬腐蝕。

金屬腐蝕的過程是發(fā)生在金屬與介質界面上的復雜多相反應，因此破壞總是從金屬表面逐漸向內部深入。表現(xiàn)為：一般發(fā)生外貌變化（潰瘍斑、小孔、表面有腐蝕產物或金屬材料變薄等）；機械性能、組織結構也發(fā)生變化，如變脆、強度降低，其中某種元素的含量發(fā)生變化或金屬組織結構發(fā)生相變等。二、金屬腐蝕環(huán)境

一般指材料所處的介質、溫度和壓力等。

幾乎所有的介質都有一定的腐蝕性。金屬材料不同，介質的狀態(tài)不同、成分不同、濃度不同，腐蝕的程度也各不相同。一般溫度和壓力的升高會使腐蝕加劇。介質的流速也是影響腐蝕的重要因素。熱力設備的腐蝕應分析熱力設備腐蝕的特點，了解腐蝕產生的條件，找出腐蝕產生的原因，掌握腐蝕的防止辦法三、金屬腐蝕的分類1、按腐蝕機理（反應特點）分為電化學腐蝕和化學腐蝕。鍋爐在水側的腐蝕屬于前者；煙氣側溫度在露點以上的腐蝕屬于后者。2、按腐蝕形態(tài)分為均勻腐蝕和不均勻或局部腐蝕。金屬表面幾乎全面遭受腐蝕的稱為均勻腐蝕；只有一部分遭受腐蝕的稱不均勻腐蝕或局部腐蝕。局部腐蝕又可分為小孔腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕等等。3、按腐蝕的溫度劃分為低溫腐蝕和高溫腐蝕。4、按腐蝕介質的狀態(tài)劃分為干腐蝕和濕腐蝕。5、按介質的種類劃分為大氣腐蝕、土壤腐蝕和海水腐蝕。各種腐蝕分類之間有一定聯(lián)系，如干腐蝕一般為化學腐蝕，濕腐蝕一般為電化學腐蝕。金屬在高溫下氧化引起的腐蝕屬于化學腐蝕。四、金屬的腐蝕速度

金屬腐蝕的速度代表單位時間內金屬的腐蝕程度，通常是用平均腐蝕速度來表示，簡稱為腐蝕速度。(1)按質量的減少表示。這種方法常用來比較各種介質的侵蝕性。(2)按腐蝕深度表示。為了表示腐蝕的危害性，用腐蝕深度來評定腐蝕速度更為適當，通常用毫米／年來表示。第二節(jié)金屬電化學腐蝕的基本原理在金屬遭到破壞的過程中，伴有電流產生的腐蝕稱為電化學腐蝕。金屬在水溶液中或在潮濕空氣中的腐蝕，屬于電化學腐蝕。如在電廠，原水、補給水、給水、鍋爐水、冷卻水以及與濕蒸汽接觸的設備所遭受的腐蝕等。一、電極與電極電位

將一塊金屬插入電解質溶液中時所構成的體系，稱為電極。電廠中所有與水相接觸的熱力設備均可看作電極。金屬是以金屬晶體的形式存在的，金屬的原子和金屬的陽離子構成晶體的晶格結點，自由電子在其間的孔隙中作無規(guī)則運動。通過靜電引力使各晶格結點緊密聯(lián)系起來，也使各晶格結點在金屬原子和金屬離子之間不斷相互轉化。當金屬與水溶液接觸時，由于極性水分子的水合作用，使金屬陽離子脫離其表面形成水合離子溶入水溶液中，反應如下：Fe+nH2O=Fe2+·nH2O+2e由于金屬陽離子脫離金屬表面，而自由電子仍留在金屬上，因此金屬帶負電，水溶液帶正電。通過靜電引力，溶液中的過剩陽離子緊緊靠近金屬表面，與金屬上的多余負電荷形成雙電層。隨著金屬的不斷溶解，金屬中的負電荷越來越多，其對于金屬陽離子的束縛作用越來越強，金屬的溶解速度逐漸降低。另一方面，水溶液中的金屬陽離子可以擺脫水分子的水合作用而返回到金屬的表面發(fā)生沉積，同樣隨著金屬的不斷溶解，這種沉積的趨勢將越來越強，即金屬離子的沉積速度逐漸增大。當金屬與溶液之間發(fā)生的溶解和沉積的速度相等時，則電極反應達到動態(tài)平衡：此時，雙電層中正負電荷的數(shù)量相對穩(wěn)定，溶液中的過剩離子數(shù)量亦穩(wěn)定。二、腐蝕電池

當電極過程達到平衡時，金屬與溶液間形成的雙電層亦處于一種動態(tài)平衡，它將阻礙金屬繼續(xù)溶解。若將金屬上的自由電子引出則平衡將被破壞，金屬將繼續(xù)溶解。不同電極的電極電位不同，如果將兩個不同電極連接起來，形成閉合回路即組成原電池。如由銅電極與鋅電極組成的銅一鋅原電池。由于銅電極的電極電位高于鋅電極的電極電位，即銅的溶解能力弱于鋅，故鋅電極上有更多的剩余自由電子，這些自由電子在兩電極間的電位差的作用下，通過導線到達銅電極，在外電路形成電流。此時銅電極上的自由電子過剩，溶液中的銅離子沉積到銅電極板上中和過剩的自由電子，而在鋅電極上，由于自由電子數(shù)量減少，平衡被破壞，鋅將繼續(xù)溶解。該過程一直持續(xù)到鋅極板完全溶解為止，這種能將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。金屬與水溶液接觸時，由于各種原因，金屬內部的不同部分產生不同的電極電位而組成原電池。這是金屬發(fā)生電化學腐蝕的根本原因，這種原電池稱為腐蝕電池。金屬各部位形成不同電位的原因很多，如金屬中含有雜質又處于介質(潮濕空氣、水或電解質溶液)中時，金屬晶粒與晶界之間的能量差別，金屬加工時所產生的變形和內應力不同而造成的金屬的物理不均勻性，金屬所接觸的溶液組成和濃度的差異，金屬表面的溫度不同等。實際上，腐蝕電池是由于各種原因在金屬的某些部分形成的許多肉眼看不見的小型微原電池。在原電池中，失去電子的金屬電極上發(fā)生氧化反應，該金屬溶解(即腐蝕)，此電極稱為陽極(如鋅電極)，另一個得到電子發(fā)生還原反應的電極稱為陰極(如銅電極)。

金屬的電化學腐蝕是由腐蝕電池作用引起的，其腐蝕速度決定于此腐蝕電池所產生電流的大小，據(jù)此可估算出腐蝕速度。在腐蝕電池中，金屬本體就是它的外電路。因為當電池形成閉合回路后，即使時間很短，其兩極的電位差也會比原先的數(shù)值小得多，因此實際上腐蝕速度要遠小于估算值。這是這種電位差比起始值減小的現(xiàn)象稱為極化。當電池接通后，陰極電位變低(稱為陰極極化)，陽極電位變高(稱為陽極極化)，從而導致陰極和陽極的電位差變小，使腐蝕速度大幅度降低。通常，在腐蝕電池中陽極極化的程度不大，只有當陽極上因氧化產物的積累使金屬表面狀態(tài)發(fā)生了變化，產生了所謂鈍態(tài)的情況下，才顯示出顯著的極化。而在陰極部分，假使接受電子的物質不能迅速地擴散，或者陰極反應產物不能很快被排走，則由于金屬傳送電子的速度很快，由陽極傳送過來的電子就會堆積起來，產生陰極極化。由此可見，在發(fā)生電化學腐蝕的情況下，溶液中必定有易于接受電子的物質，這些物質在陰極上接受電子，消除陰極的極化，使腐蝕速度加快。這種消除或減小電極極化的作用稱為去極化。起去極化作用的物質稱為去極化劑。例如，當水中有溶解氧(O2)時，水中溶解氧將會消耗陰極上的自由電子起去極化作用：

O2+2H2O+4e=4OH—這種水中溶解氧充當去極化劑發(fā)生的金屬腐蝕過程稱為吸氧腐蝕（氧的去極化腐蝕）。當水溶液的pH值較低時，水中H+濃度大，此時H+就是去極化劑，它的去極化作用為：2H++2e=H2這種氫離子充當去極化劑，發(fā)生的金屬腐蝕過程稱為析氫腐蝕（氫的去極化腐蝕）。

第三節(jié)熱力設備腐蝕的類型和特點熱力設備在運行中或停用時，各種腐蝕性成分會對設備產生嚴重的腐蝕。根據(jù)運行實踐，國內外火電廠和核電站的各種熱力設備，比如火電廠的鍋爐、核電站的蒸汽發(fā)生器、汽輪機、凝汽器、加熱器、給水泵、水處理設備以及各種水、汽管道，均發(fā)生過比較嚴重的腐蝕。熱力設備的腐蝕形態(tài)也比較多，例如點腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕破裂、腐蝕疲勞、氫脆、選擇性腐蝕、電偶腐蝕以及磨損腐蝕等。目前，大容量、高參數(shù)的機組大量投產，300MW的機組已成為火電廠的主力機組。隨著爐外水處理技術的發(fā)展，鍋爐結垢和汽機積鹽問題已得到有效控制，腐蝕已成為突出的問題。1、氧腐蝕

熱力設備運行和停用時，都可能發(fā)生氧腐蝕。運行氧腐蝕在水溫較高的條件下發(fā)生，停用氧腐蝕在低溫下發(fā)生。兩者本質上是相同的，但腐蝕產物的特點有區(qū)別。氧腐蝕是熱力設備常見的一種腐蝕形式。2、酸腐蝕

熱力設備和管道可能與酸接觸，產生析氫腐蝕。例如，水處理設備、給水系統(tǒng)、凝結水系統(tǒng)和汽輪機低壓缸的隔板、隔板套等部位都可能和酸性介質接觸，產生析氫腐蝕。水處理設備可能和鹽酸接觸，例如氫離子交換器再生時就和鹽酸接觸，產生腐蝕。給水系統(tǒng)和凝結水系統(tǒng)因為游離CO2的溶解，使水的pH值低于7，產生析氫腐蝕，就也是通常所說的二氧化碳腐蝕。3、應力腐蝕包括應力腐蝕破裂和腐蝕疲勞。無論是鍋爐還是汽輪機，都會產生應力腐蝕。比如鍋爐的苛性脆化、鍋爐汽包、過熱器、再熱器、高壓除氧器、主蒸汽管道、給水管道的應力腐蝕、汽輪機葉片的應力腐蝕破裂、汽輪機葉輪的應力腐蝕破裂和凝汽器銅管的應力腐蝕破裂等。4、鍋爐的介質濃縮腐蝕主要是爐水蒸發(fā)濃縮產生濃堿或濃酸時出現(xiàn)的，尤其是當凝汽器漏泄，漏入堿性水或海水時，情況更明顯。腐蝕主要發(fā)生在水冷壁管，它是鍋爐特有的一種腐蝕形態(tài)。5、亞硝酸鹽腐蝕爐水亞硝酸鹽會在水冷壁管產生腐蝕。因為亞硝酸鹽在鍋內受高溫作用會分解產生新生態(tài)氧，這種新生態(tài)氧和水冷壁管內表面發(fā)生反應，產生Fe2O3，使水冷壁管腐蝕。由于亞硝酸鹽腐蝕的本質是氧和鋼發(fā)生反應，因此，它的特征和氧腐蝕相似，都出現(xiàn)點蝕坑，腐蝕產物是鐵的氧化物。但亞硝酸鹽腐蝕的產物一般是高價氧化鐵，呈紅棕色，而且它的部位只限于水冷壁管，這些和設備運行時發(fā)生的氧腐蝕是不同的。6、汽水腐蝕當過熱蒸汽溫度超過450℃時，蒸汽會和碳鋼發(fā)生反應生成鐵的氧化物，發(fā)生化學腐蝕，使管壁變薄。汽水腐蝕常常在過熱器中出現(xiàn)，同時，在水平或傾斜度很小爐管內部，由于水循環(huán)不良，出現(xiàn)汽塞或汽水分層時，蒸汽也會過熱，出現(xiàn)汽水腐蝕。7、核電站蒸汽發(fā)生器凹陷（denting）管子的凹陷是目前對壓水反應堆蒸汽發(fā)生器危害最嚴重的問題。它是水中氯離子所形成的酸性環(huán)境對碳鋼支撐板腐蝕的結果，發(fā)生在管板同管子交接處，腐蝕產物是磁性氧化鐵。8、電偶腐蝕鍋爐化學清洗時，如果控制不當，可能在爐管表面產生銅的沉積，即“鍍銅”。由于鍍銅部分電位正，其余部分電位負，形成腐蝕電池，產生電偶腐蝕。核電站蒸汽發(fā)生器，在管子表面有銅沉積，銅鍍到管子上以后，組成電偶電池，產生腐蝕。9、銅管選擇性腐蝕凝汽器銅管的水側常常發(fā)生選擇性腐蝕，對于黃銅管就是脫鋅腐蝕。腐蝕的結果，在銅管表面形成白色的腐蝕產物—鋅化合物，在腐蝕產物下部有紫銅。銅管嚴重腐蝕后，機械性能顯著下降，會引起穿孔甚至破裂。10、磨損腐蝕給水泵、汽輪機和凝汽器銅管都可能發(fā)生磨損腐蝕。例如，當鍋爐補給水為除鹽水或全部為凝結水時，高壓給水泵易發(fā)生沖擊腐蝕，腐蝕主要發(fā)生在鑄鐵和鑄銅部件的水泵上，如水泵葉輪、導葉等。在凝汽器銅管的入口端，由于水的湍流作用，易產生沖擊腐蝕。11、鍋爐煙側的高溫腐蝕這主要指鍋爐水冷壁管、過熱器管及再熱器管外表面發(fā)生的腐蝕。水冷壁管煙側高溫原因是硫化物或硫酸鹽的作用。過熱器和再熱器煙側高溫腐蝕是由于積有Na3Fe(SO4)3和K3Fe(SO4)3造成的。對于燃油鍋爐，過熱器和再熱器的煙側將產生釩腐蝕。12、鍋爐尾部的低溫腐蝕它是鍋爐尾部受熱面（空氣預熱器和省煤器）煙氣側的腐蝕。低溫腐蝕是由于煙氣中的SO3和煙氣中的水分發(fā)生反應生成H2SO4造成的。此外，還有凝汽器銅管水側發(fā)生的微生物腐蝕、點蝕、汽側的氨腐蝕，以及汽輪機潤滑油系統(tǒng)發(fā)生的銹蝕等。第四節(jié)熱力設備的氧腐蝕一、氧腐蝕概況氧腐蝕不僅直接造成熱力設備的損壞，降低設備的使用壽命，而且氧腐蝕產物隨給水進入鍋爐，將在受熱面沉積，引起鍋爐的其他腐蝕破壞，造成更嚴重的后果?；痣姀S熱力設備的氧腐蝕有運行氧腐蝕和停用氧腐蝕兩大類。運行氧腐蝕條件通常是：水中溶氧含量較低、溫度較高、水為流動狀態(tài)、pH較高；停用氧腐蝕一般是在高含氧量、常溫、靜態(tài)和pH接近7的條件下發(fā)生。二、運行氧腐蝕的特征和機理1、腐蝕的部位

通常發(fā)生在給水管道、省煤器、補給水管道、疏水系統(tǒng)的管道和設備。另外凝結水系統(tǒng)可能遭受氧腐蝕，但腐蝕程度較輕。2、腐蝕的特征

表面形成許多小型鼓皰，鼓皰的大小相差很大，表面的顏色也有差別（低溫時的腐蝕產物FeOOH為黃褐色、高溫時的腐蝕產物Fe3O4為黑褐色），鼓皰次層是黑色粉末狀物質，除去這些腐蝕產物后，便可看到因腐蝕造成的小坑。Fe(OH)2在有氧環(huán)境下不穩(wěn)定，室溫下會變?yōu)椋?/p>

γ—FeOOH、α—FeOOH或Fe3O4。三、運行中氧腐蝕的機理1、點蝕源

碳鋼表面的不均勻性金相組織的差別、夾雜物的存在、氧化膜的不完全和氧濃度的差別等。2、腐蝕反應

陽極反應：Fe→Fe2++2e陰極反應：O2+2H2O+4e→4OH-所生成的Fe2+進一步反應，即Fe2+水解產生H+，反應式為：Fe2++H2O→FeH++H+而且鋼中的夾雜物如MnS就會和氫離子反應，生成H2S會加速鐵的溶解，并導致腐蝕形成的微小蝕抗加速發(fā)展。3、氧濃度差異閉塞電池的形成

生成的腐蝕產物覆蓋在坑口，導致氧氣很難擴散進入坑內，坑內由于鐵離子的水解使pH溶液進一步下降，硫化物溶解產生了H2S，從而加速鐵的溶解。而氯離子通過電遷移進入坑內，氫離子和氯離子都會導致內部陽極腐蝕反應加速。這樣，蝕坑進一步擴展，形成閉塞電池。熱力設備運行氧腐蝕機理和上面提到的情況相似。雖然運行時水中溶氧和氯離子的濃度都很低，但具備形成閉塞電池的條件，即：（1）能夠組成腐蝕電池：電化學不均勻性導致腐蝕反應發(fā)生。（2）可以形成閉塞電池：腐蝕產物不能形成完整的保護膜，反而阻礙了氧的擴散。坑內的氧耗盡后，得不到及時補充，而形成閉塞區(qū)。（3）閉塞區(qū)內繼續(xù)腐蝕：鋼變成離子態(tài)，并水解產生氫離子，氯離子可以通過電遷移進入閉塞區(qū)。氧氣在腐蝕產物外面還原成陰極保護區(qū)。四、運行中熱力設備氧影響因素1、氧氣濃度

在發(fā)生氧腐蝕的條件下，氧增加，加速腐蝕反應。2、pHpH4~10范圍內無影響，因為溶氧濃度沒有改變，陰極反應也不變；pH低于4時，氫離子會加速溶解，陰極反應的去極化作用增強；pH10~13范圍內腐蝕減小，因為形成了保護膜。3、水溫在密閉系統(tǒng)中，氧濃度一定時，溫度升高導致陰、陽極反應加速；敞口情況下，腐蝕速度在80℃下達到最大值。4、水中離子氫、氯、硫酸根加速腐蝕，對氧化膜起破壞作用，水中氫氧根離子不太大時，可抑制腐蝕，因為有利于形成保護膜。對于各種離子共存時，離子的作用應綜合分析。5、水的流速一般情況下，流速增大會加速腐蝕；但流速達到一定程度時，金屬表面溶解氧的濃度達到臨界濃度，鐵出現(xiàn)鈍化，且水流可把覆蓋物帶走，使不能形成閉塞電池，從而使腐蝕速度穩(wěn)定；流速又增加時，鈍化膜被水的沖刷作用破壞，腐蝕速度重新上升。五、防止運行中氧腐蝕的方法1、嚴格控制凝結水和給水的純度。2、依照不同水化學工況的要求，通過加氨適當提高凝結水和給水的PH值，并通過除氧或加氧控制水中溶解氧的濃度，促使鋼表面形成良好的鈍化膜。第五節(jié)熱力設備的酸腐蝕一、熱力設備水汽系統(tǒng)中酸性物質的來源1、二氧化碳

熱力設備中碳酸化合物主要來源于鍋爐補給水，其次是凝汽器的泄漏，由漏入汽輪機凝結水的冷卻水帶入的，主要是碳酸氫鹽。碳酸化合物進入給水系統(tǒng)后，碳酸氫鹽會在除氧器中分解一部分，碳酸鹽也會部分水解，放出二氧化碳：2HCO3→CO32-+H2O+CO2↑CO32-+H2O→2OH-+CO2↑熱力除氧器能將水中的大部分二氧化碳除去，碳酸氫鹽和碳酸鹽的分解需較長時間，當它們進入鍋爐后，隨溫度和壓力的增加，幾乎能完全分解成二氧化碳。生成的二氧化碳隨蒸汽進入汽輪機和凝汽器。水汽系統(tǒng)中二氧化碳的主要來源是真空狀態(tài)運行的設備不嚴密處漏入的，例如汽輪機低壓缸與凝汽器，這會使凝結水中二氧化碳含量增加。在凝汽器中會有一部分二氧化碳被凝汽器抽氣器抽走，但仍有相當一部分二氧化碳溶入汽機凝結水，使凝結水受二氧化碳污染。2、低分子有機酸和無機強酸

水汽系統(tǒng)中有機物的來源如表所示，這些有機物都會在高壓高溫下產生酸性物質。

天然水中有機物在經過補給水處理系統(tǒng)后，大約能除去80％左右，仍有一部分有機物會進入給水系統(tǒng)；而由于凝汽器泄漏，冷卻水中的有機物質也會直接進入水汽系統(tǒng)。這些有機物雜質在鍋爐內高溫、高壓條件下分解，使得水汽系統(tǒng)中酸性物質增多。由于離子交換器運行時，不可避免的會有一些破碎樹脂顆粒，隨著給水進入鍋爐水汽系統(tǒng)。在高溫、高壓條件下，樹脂會分解釋放出低分子有機酸、無機陰離子、無機強酸。這些物質在鍋爐水中濃縮，會導致爐水pH值下降，也會被攜帶到蒸汽中，隨之轉移到其它熱力設備，在整個水汽系統(tǒng)中循環(huán)。此外，水中一些細菌和微生物停留在水處理設備中，離子交換器可能成為它繁殖的場所，隨它們數(shù)量的增加，交換床可能會向通過的水流放出大量細菌、微生物，造成除鹽水有機物增加，隨之進入水汽系統(tǒng)，并在高溫、高壓下分解釋放出酸性物質。二、水汽系統(tǒng)中的二氧化碳腐蝕1、易受二氧化碳腐蝕部位

給水系統(tǒng)中，CO2腐蝕比較嚴重的部位是汽輪機低壓缸與凝結水系統(tǒng)。因為給水中的碳酸化合物在鍋爐水中分解產生的二氧化碳隨蒸汽進入汽輪機，隨后雖有一部分在凝汽器抽氣器中被抽走，但仍有部分溶入凝結水中。由于凝結水水質較純，緩沖性很小，溶入少量的二氧化碳就會使它的pH值顯著下降。此外，疏水系統(tǒng)也會受到二氧化碳的腐蝕。2、二氧化碳腐蝕機理含少量二氧化碳的水溶液對鋼材的侵蝕性比同樣pH值的完全電離的強酸溶液（如鹽酸溶液）的更強，因為研究發(fā)現(xiàn)，氫氣從含二氧化碳的水溶液中析出是通過兩條途徑同時進行的：（1）水中的二氧化碳分子與水分子結合成碳酸分子，它產生的氫離子擴散到金屬表面上，得電子還原為氫氣放出；（2）水中二氧化碳分子向金屬表面擴散，被吸附在金屬表面上，在金屬表面上與水分子結合形成吸附碳酸分子，直接還原析出氫氣。由于碳酸是弱酸，其水溶液中存在弱酸電離平衡H2CO3→H++HCO3－

這樣，在腐蝕過程中被消耗完之前，水溶液的pH值維持不變，這是與完全電離的強酸溶液中的情況不相同的，在二氧化碳溶液中，腐蝕過程持續(xù)不斷。另一方面，水中游離二氧化碳又能通過吸附，在鋼鐵表面上直接得電子還原，從而加速了腐蝕過程中的陰極過程（即得電子過程），這樣使鐵的陽極溶解（腐蝕）速度也增大，就是這種特殊的還原機理，使二氧化碳水溶液對鋼鐵的腐蝕性比預料中的大得多。二氧化碳水溶液對鋼鐵的腐蝕是氫損傷，包括氫鼓泡、氫脆、脫碳和氫蝕。3、影響二氧化碳腐蝕速度的因素（1）水中游離二氧化碳的含量。鋼鐵腐蝕速度隨溶解二氧化碳量的增多而增加。（2）溫度。在溫度較低時，隨溫度升高腐蝕加劇；在100℃附近，腐蝕速度最快；溫度再高，腐蝕速度反而下降。（3）介質的流速。隨著流速的增大，腐蝕速度增加，但當流速增大到流動狀況已成紊流時，腐蝕速度不再隨流速變化而變。（4）溶解氧。溶解氧的存在腐蝕會加速。（5）金屬材質。一般說增加合金元素的含量，可耐二氧化碳腐蝕。4、防止二氧化碳腐蝕的方法

為了防止或減輕水汽系統(tǒng)中游離二氧化碳對熱力設備及管道金屬材料的腐蝕，除了選用不銹鋼來制造某些部件外，應減少進入系統(tǒng)的二氧化碳和碳酸鹽量，采取的措施包括：（1）降低補給水的堿度。（2）盡量減少汽水損失，降低系統(tǒng)的補給水率。（3）防止凝汽器泄漏，提高凝結水質量。（4）注意防止空氣漏入水汽系統(tǒng)，提高除氧器的效率，減少水中溶解氧含量。

此外為了減輕系統(tǒng)中二氧化碳腐蝕的程度，還普遍采取向水汽系統(tǒng)中加入堿化劑（如NH3）來中和游離二氧化碳的措施。第六節(jié)停用腐蝕與停用保護一、熱力設備停用時的腐蝕

熱力設備停用時，如果不采取有效的保護措施，其水汽系統(tǒng)的金屬內表面會發(fā)生嚴重的氧腐蝕，即停用腐蝕。發(fā)生這種腐蝕是因為當熱力設備（如鍋爐）停用后，外界空氣必然會大量進入爐內水汽系統(tǒng)內，此時，鍋爐雖已放水，但在爐管金屬的內表面上往往因受潮而附著一薄層水膜，空氣中的氧便溶解在此水膜中，使水膜中飽含溶解氧，所以很容易引起金屬的氧腐蝕。若停用后未將鍋內的水排放或者有的部位水無法放盡，使一些金屬表面仍被水浸潤著，則同樣會因大量空氣中的氧溶解在這些水中，而使金屬遭到溶解氧腐蝕。停用腐蝕的危害性：（1）在短期內使停用設備金屬表面遭到大面積腐蝕，而運行鍋爐一般只在省煤器前部發(fā)生氧腐蝕；（2）加劇熱力設備運行時的腐蝕。停爐腐蝕產物在鍋爐運行時大量進入鍋爐水中，使鍋爐水含鐵量增大，加劇鍋爐爐管中沉積物的形成。停用腐蝕使金屬表面上產生的沉積物及所造成的金屬表面粗糙狀態(tài)，會成為運行中腐蝕的促進因素。由上述可知，停用腐蝕的危害性非常大，防止鍋爐水汽系統(tǒng)的停用腐蝕，對鍋爐的安全運行有重要的意義。為此，在鍋爐停用期間，必須對其水汽系統(tǒng)采取保護措施。二、鍋爐停用保護的方法防止鍋爐水汽系統(tǒng)發(fā)生停用腐蝕的方法較多，按其作用原理可分為以下三類：(1)阻止空氣進入停用鍋爐的水汽系統(tǒng)內這類方法包括充氮法、保持蒸汽壓力法等。(2)降低熱力設備水汽系統(tǒng)內部的濕度當停用設備內部相對濕度小于20％時，就能避免腐蝕。這類方法有烘干法、干燥劑法等。(3)加緩蝕劑或加堿化劑，使金屬表面生成保護膜如加十八烷胺。

1、加聯(lián)氨—氨法

此法是在鍋爐內充滿聯(lián)氨(N2H4)和氨(NH3)的混合液。防腐原理是利用聯(lián)氨的還原性，除掉水中的溶解氧。其反應為：

N2H4+O2=N2+2H2O加氨的目的是調節(jié)水的pH。為了保證保護效果，聯(lián)氨的過剩量應維持在200mg/L，pH值應大于10。在保護過程中，應定期檢查聯(lián)氨濃度和pH值，以便及時采取措施。聯(lián)氨法宜用于停用時間較長或備用的鍋爐。使用聯(lián)氨保護的鍋爐，在啟動前，應將聯(lián)氨和氨水排放干凈，并進行沖洗。在鍋爐點火以后，應先向空排汽，當蒸汽中氨含量小于2mg／kg時才可送汽，以免氨濃度過大腐蝕凝汽器銅管。2、保持給水壓力法

保持給水壓力法是在鍋爐內充滿除氧合格的給水，并用給水泵頂壓，使鍋爐內水的壓力為0.5～1.0MPa，然后將水汽系統(tǒng)所有閥門關閉，以防止空氣滲入鍋爐內而達到防腐的目的。保護期間應嚴密監(jiān)督鍋爐內的壓力。如果發(fā)現(xiàn)水的壓力下降，應查明原因，再送給水頂壓。保護期間應每天分析水中溶解氧一次。若含氧量超過給水所允許的標準，應換含氧量合格的給水。此法一般適用于短期停用的鍋爐。冬季采用此法保護時，應有防凍措施。3、氨液法

此法基于在含氨量很大的水(800～1000mg/L)中，鋼鐵具有不會被氧腐蝕的性能。即將凝結水或補給水配制成含氨量為800mg/L以上的稀氨液，用泵打入鍋爐水汽系統(tǒng)內，并在系統(tǒng)內進行循環(huán)，直到各采樣點的氨液濃度趨于相同，然后關嚴所有閥門，以免氨液漏掉。在保護期間，每星期應分析氨液濃度一次，以便采取措施。鍋爐充氨液前，應將存水放掉，或用氨液將積水頂出。因為氨液會腐蝕銅，事先應拆除或者隔離可能與氨液接觸的銅制件。氨液容易蒸發(fā)，故水溫不宜過高，系統(tǒng)要求嚴密。鍋爐啟動前，應將全部氨液排出后再進水，在鍋爐點火并升壓后，用蒸汽沖洗過熱器并向空排汽，直到蒸汽含氨量小于2mg/kg，才可向汽輪機送汽，以防止銅制件腐蝕。氨液法適用于保護長期停用的鍋爐，冬季應注意防凍。4、烘干法此法適用于從運行轉入檢修的鍋爐的保護。鍋爐熄火后，當鍋爐壓力降至一定值，鍋爐水水溫大約降至120℃～150℃時，進行放水。放水后，利用爐內余熱或用點火設備在爐內點微火，將鍋內金屬表面烘干，同時輔以負壓系統(tǒng)抽出濕蒸汽，使鍋爐金屬表面干燥以防止腐蝕。鍋爐檢修完畢后如果不立即投入運行，應采取其它保護措施。5、充氮法

此法利用氮氣的無腐蝕性，防止鍋爐的停用腐蝕。方法：在鍋爐停爐降壓至0.3MPa～0.5MPa時將充氮管路接好。當鍋內壓力降至0.05MPa時，開始經充氮臨時管路向鍋爐汽包和過熱器等處送氮氣。所用氮氣的純度應達到99％或更高。充氮時，鍋爐水汽系統(tǒng)中的水放掉不放掉均可。充氮后，鍋爐水汽系統(tǒng)中氮氣的壓力應維持在0.5MPa以上。對于未放水的鍋爐或鍋爐中不能放盡水的部分，充氮前最好在鍋內存水中加入一定劑量的聯(lián)氨，用氨將水的pH值調至10以上，并定期監(jiān)督水中溶解氧和過剩聯(lián)氨量。充氮時，應關閉鍋爐水汽系統(tǒng)的所有閥門，并應嚴密不漏。在充氮保護期間，要經常監(jiān)督鍋爐水汽系統(tǒng)中氮氣的壓力和鍋爐的嚴密性，以便及時采取措施。6、氣相緩蝕劑法

此法應在鍋爐停運并用余熱烘干后才能實施，應根據(jù)鍋爐的容量、結構和材質等，選用合適的氣相緩蝕劑。要采用適當?shù)墓に?，使氣相緩蝕劑揮發(fā)出的氣體能均勻分布在被保護部分的金屬表面上。對于大型鍋爐，應利用壓縮空氣作載體，將氣相緩蝕劑由鍋爐底部排放水管系統(tǒng)充入，經下聯(lián)箱引入鍋爐內，充滿鍋爐各部分金屬內表面。在充入氣相緩蝕劑時，定時從鍋爐爐頂空氣門或排氣門處抽出氣體，測定氣相緩蝕劑的含量。當氣相緩蝕劑的含量符合規(guī)定值時，停止充氣并迅速封閉鍋爐。停用保護期間，氣相緩蝕劑的含量應符合規(guī)定的控制標準。

三、汽機和凝汽器停用保護汽輪機和凝汽器在停用期間一般是采用干法保護，所以必須使停運的汽機和凝汽器內部保持干燥。凝汽器停用后應先放干水，再使系統(tǒng)自然干燥或吹干或加入干燥劑。四、加熱器的停用保護由于低壓加熱器的熱交換管是銅管，一般宜用干法保護或充氮保護；而高壓加熱器的熱交換管為鋼管，可采用聯(lián)氨－氨保護，保護液中聯(lián)氨的濃度為50mg/L～200mg/L，視保護期長短而定。保護液的pH值用氨調至大于10。五、除氧器的停用保護除氧器的停用保護根據(jù)保護期長短而定。在停用時間在一周內，可采用熱蒸汽有熱循環(huán)的保護方法，應維持水溫高于106℃。停用時間在一周至一季度，宜采用放水充氮保護，或采用聯(lián)氨溶液－充氮聯(lián)合保護。若停用一季度以上，應采用放水充氮干法保護。第八章循環(huán)冷卻水處理第一節(jié)凝汽器冷卻水系統(tǒng)第二節(jié)冷卻水水質的穩(wěn)定性判斷第三節(jié)污泥的形成和防止第四節(jié)凝汽器銅管內結構及防止第五節(jié)凝汽器銅管的清洗第六節(jié)其他管材凝汽器

凝汽器冷卻水系統(tǒng)分直流式、密閉循環(huán)式和敞開循環(huán)式三種。一、直流式冷卻水系統(tǒng)冷卻水只通過設備一次，用過后直接排走。一般在水源充足及水一次通過不易引起結垢的地方采用。該系統(tǒng)無需冷卻塔處理，故投資少，操作簡單，但是耗占水資源量大，不符合可持續(xù)發(fā)展。如順德五沙，原廣州員村熱電廠等。二、封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)這是指冷卻水在完全密閉的系統(tǒng)中循環(huán)運行，其在凝汽器中獲得的熱量通過一個面式冷卻器散發(fā)至大氣中。其特點是：冷卻水不與空氣接觸，不受陽光照射，進行密閉循環(huán)，基本上不需補充水。此系統(tǒng)中，常采用加有緩蝕劑的除鹽水作為冷卻介質。第一節(jié)凝汽器冷卻水系統(tǒng)三、敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

指循環(huán)冷卻水在凝汽器中獲得的熱量，直接在冷卻塔或其它設備散發(fā)至大氣中。在水源比較緊張和天然水污染日趨嚴重的今日，此系統(tǒng)應用最廣。本章以此為主。在這類系統(tǒng)中，水不斷蒸發(fā)而損失，因而水中各種物質不斷濃縮，水質隨著濃縮倍數(shù)（循環(huán)冷卻水中的含鹽量或氯離子濃度與補充水中的對應量的比值）的增加而變差。導致系統(tǒng)的結垢、腐蝕和微生物繁殖。為防止水質惡化，必須排放一部分濃縮了的水，補充一部分新鮮水。循環(huán)冷卻水經過循環(huán)水泵打至凝汽器，在其中冷卻汽輪機作功后的乏汽。然后回至雙曲線冷卻塔，使冷卻水的熱量散發(fā)至大氣中，再由循環(huán)水泵打至凝汽器。補充水補充系統(tǒng)因蒸發(fā)、風吹、泄漏和排污而損失的水。第二節(jié)冷卻水水質的穩(wěn)定性判斷一、冷卻水系統(tǒng)的水質問題

在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，因水質問題可能發(fā)生的事故是水中雜質附著在冷卻設備的傳熱面上或其他通道中。此種物質稱為沉積物或污垢。沉積物的組成通常很復雜，這里把它分為水垢和污泥兩類。水垢以鹽類化合物為主要組成。它通常是致密和堅硬的、牢固地附著在設備的過水通道中，特別是受熱面上。冷卻水系統(tǒng)中出現(xiàn)的水垢，是一些難溶的化合物，如碳酸鈣、磷酸鎂和硅酸鎂等。天然水作為冷卻水時，最常見的水垢是碳酸鈣型的水垢。污泥是指那些比較疏松的、多孔的或呈凝膠狀的沉積物。污泥的組成物質通常很多，常常夾雜有泥砂、各種腐蝕產物、微生物或其分泌的粘液以及生物的代謝產物及其腐爛產物等。冷卻水系統(tǒng)中形成的沉積物有時是水垢與污泥的混雜體，難以區(qū)分。二、水質穩(wěn)定性的判斷1）循環(huán)冷卻水的穩(wěn)定性在循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)中，最容易形成水垢的物質是CaCO3，如果水中CO2小于平衡值，反應向左進行，水中有CaCO3析出，形成水垢；如果水中CO2大于平衡值，水具有侵蝕性且CaCO3溶解，可引起金屬等的腐蝕；如果恰好維持上述平衡關系，則這種水不會在管道中結垢和產生腐蝕，即為穩(wěn)定的水。不穩(wěn)定的水一個明顯標志是有CaCO3析出或在加入CaCO3后會溶解。CaCO3垢的形成必然是因水中CaCO3超過了其溶解度。但是天然水中還存在著許多干擾成垢過程的物質，如有機物常常會抑制垢的形成。為此，CaCO3是否會成垢的問題不僅僅憑溶度積判斷，而需采用理論與經驗相結合的方法。2）水質穩(wěn)定性的判斷方法（a）

極限碳酸鹽硬度法如果將循環(huán)水的補充水，在其工作溫度下進行蒸發(fā)，則通?？梢园l(fā)現(xiàn)在其濃縮的初期水中碳酸鹽硬度隨著升高，但當達到某一極限值時，它便不再升高，而是停留在某一數(shù)值上。這個值稱為此循環(huán)水在此溫度下的極限碳酸鹽硬度，其所以有一個極限是因為在此后的濃縮過程中有CaCO3沉淀物析出，水中碳酸鹽硬度不再隨著升高的關系。各種循環(huán)水的極限碳酸硬度值可由運行經驗或通過調試尋求，在設計工作中可用模擬試驗求取。（b）朗格里爾飽和指數(shù)（簡稱飽和指數(shù)）IL法

水的實際PH值與水中碳酸鈣處于平衡時的PH值間的差值稱為飽和指數(shù)。IL=pH0–pHS式中：pH0—水的實際pH值；pHS—水中碳酸鈣處于平衡時的pH值（也稱飽和pH）.當IL＝0不結垢不腐蝕；IL＞0結垢；IL＜0腐蝕。在實用上，IL在±0.25～0.30范圍內時，可以認為是穩(wěn)定水。另外，在教材中，還推薦了通過濃縮倍率、銅管內流動阻力、溫差變化等方法判斷水質的穩(wěn)定性。第三節(jié)污泥的形成與防止冷卻水系統(tǒng)中的污泥主要來源于循環(huán)冷卻水中各種懸浮物和微生物新陳代謝過程中生成的黏泥。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中水溫和pH值適宜多種微生物的生長，微生物的數(shù)量和它們生長所需的營養(yǎng)源均隨循環(huán)水的濃縮而增加，冷水塔水池常年露置室外，陽光充足，也有利于微生物的生長。微生物的滋長，對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)會構成危害，所以必須對其進行控制。一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的微生物

循環(huán)冷卻水中最常見并有危害作用的微生物，大致有藻類、細菌和真菌三類。1、藻類藻類可分為藍藻、綠藻、硅藻、黃藻和褐藻。大多數(shù)藻類是廣溫性的，最適宜的生長溫度約為10～20℃。冷卻塔和噴水池是藻類最適宜的生長區(qū)域，因為這些地方具備了藻類繁殖的三個基本條件，即空氣、水和陽光。藻類在構筑物上不斷地繁殖和脫落，易于導致冷卻水系統(tǒng)內形成泥垢。其結果是影響正常的水流分配和冷卻效果，甚至會發(fā)生加速點蝕。2、細菌在冷卻水系統(tǒng)中生存的細菌有多種，對它們的控制比較困難，因為對一種細菌有毒性的藥劑，對另一種細菌可能沒有作用。細菌產生的粘液會導致污泥，因為它們會把懸浮于水中的固體微粒粘合起來，并附著于金屬表面。3、真菌真菌的種類很多，大量繁殖時可以形成棉團狀，附著于金屬表面或堵塞管道。二、微生物的危害

冷卻水系統(tǒng)中，由微生物的滋生繁殖引起的危害如下：1．形成粘泥沉積物產生粘液的微生物，在凝汽器管內附著生長，形成一種軟的有彈性的微生物粘液層。這些粘液能將懸浮在水中的無機垢、腐蝕產物、灰沙淤泥等粘結在一起，在管壁上形成粘泥沉積物。進而影響水側傳熱系數(shù)，使水管截面積變小，限制水流量，影響冷卻效果。2．加速金屬設備的腐蝕凝汽器管內附著微生物粘泥后，將產生垢下腐蝕。有些細菌在代謝過程中生成的分泌物會直接腐蝕金屬。有些細菌的氧化物，可使局部區(qū)域的pH值降低，加速金屬腐蝕。細菌促進金屬腐蝕的過程是多種多樣的，大多數(shù)情況下，是其共同作用的結果。三、影響微生物生長的因素(1)溫度。在20℃～30℃的水溫中，微生物滋生繁殖很快，高于35℃時，冷卻水中常見的微生物大部分死亡。因此，凝汽器中有機附著物生長，以春秋季嚴重。(2)光照。光照能促進藻類繁殖。光照越強，藻類越易繁殖，所以藻類特別易于在冷卻塔內出現(xiàn)。脫落的藻類會促進銅壁內粘垢的形成。(3)水中其它物質含量。水中含有微量蛋白質，會助長微生物生長。采用磷酸鹽處理冷卻水時，磷化物是微生物和藻類生長的養(yǎng)分。(4)銅管的清潔度。在潔凈的銅管內，微生物不易生長。這是因為新銅管壁上有一層銅的氧化物，可以殺死微生物。舊銅管內的這種氧化物被外來的附著物覆蓋，容易滋生微生物。(5)冷卻水中的含砂量。夾帶有大量的粘土和細砂等雜質時，會把有機附著物沖掉，所以用江河水作為冷卻水時，洪水期，凝汽器銅管內有機附著物就會減少。四、微生物的控制控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中微生物生長的方法可根據(jù)微生物的生長條件進行選擇，其控制方法一般有以下幾種：1、防止日光照射藻類的生存和繁殖，需要日光照射進行光合作用，如能遮斷陽光，就可防止藻類的產生。對于小型水池、水箱可以采用加蓋的方法來遮斷陽光，而對大型水池和高大的冷水塔則無法采用；2、過濾處理對補充水進行過濾預處理，可除去水中的藻類、浮游物和細菌等。對循環(huán)水進行旁流過濾處理，可去除懸浮的渾濁物和菌、藻類等微生物；3、殺菌處理A、殺菌劑的選擇

在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，投加殺生劑是目前控制微生物污染的常用方法。殺生劑的作用是殺死或抑制生物的生長和繁殖。選用時應盡量滿足以下要求：1）低毒或無毒，并不會產生毒性積累。如有毒時，其毒性應易于降解且便于處理；2）必須具有廣譜性，對藻類、細菌、真菌等均能殺滅；同時，對微生物粘泥有穿透性和分散性；3）所選殺生劑必須與系統(tǒng)中所用的緩蝕、阻垢劑相匹配，不相互干擾；4）要有適當?shù)姆€(wěn)定性。在冷卻系統(tǒng)中要盡量少與其它物質產生化學反應，以免影響殺菌滅藻效果；5）配制和使用要方便，價格便宜，且便于操作。B、殺菌劑的分類按化學成分可分為無機殺生劑和有機殺生劑兩類。氯、臭氧、二氧化氯屬于無機殺生劑；氯化酚、季胺鹽、丙烯醛等屬于有機殺生劑。按殺生劑的機理分，一般可分為氧化型殺生劑和非氧化型殺生劑兩大類。氯、臭氧、二氧化氯均為氧化型殺生劑；電力公司循環(huán)水處理一般采用的是氧化型殺生劑。1）氯用于殺菌的氯劑有：液氯、漂白粉、次氯酸鈉等。氯是最常用的殺菌劑，它具有價格低廉、有效、使用方便等優(yōu)點，所以被廣泛采用。氯溶解在水中，和水發(fā)生如下化學反應:Cl2＋H2O→HOCl＋HCl此反應是可逆的，生成的次氯酸（即有效氯）是一種非常強的氧化劑，它很容易通過微生物的細胞壁進入細菌體內，發(fā)揮其氧化作用，使細菌中的酶遭到破壞，將細菌殺滅。次氯酸在水中還會電離為次氯酸根，其反應為：HOCl→H＋＋OCl－此反應也是可逆的，次氯酸根的殺菌作用遠不如次氯酸好，一般只有HOCl的1%～2%.影響次氯酸電離程度的是冷卻水的PH值。2）臭氧臭氧是強氧化劑，它的反應為O3→O2＋[O]。因生成的初生態(tài)氧[O]具有極強的氧化性，它破壞細胞的蛋白質，降低還原酶的活性，從而殺死微生物。由于臭氧的性質不穩(wěn)定，因此使用時必須在現(xiàn)場制取。3）二氧化氯

二氧化氯是一種黃綠色到橙色的氣體（沸點110℃），有類似氯的刺激性氣體。其特點如下：（1）殺生能力強：它的殺生能力比氯氣強，大約是氯氣的25～26倍，殺生作用較氯為快，且剩余劑量的藥性持續(xù)時間長；（2）適用的PH范圍廣：它在pH=6～10的范圍內，能有效的殺滅絕大多數(shù)的微生物。這一特點為循環(huán)冷卻水在堿性條件下運行提供了方便；（3）不與冷卻水中的氨或大多數(shù)有機胺起反應：因而不會產生氯胺類的致癌物質，無二次污染。一、銅管內結垢

成因：冷卻水損失導致鹽類濃縮和碳酸氫鈣分解。冷卻水在循環(huán)過程中，蒸發(fā)、風吹、泄漏和排污等造成水量的損失，尤其蒸發(fā)損失的是很純的水，致使循環(huán)水中鹽類濃縮。當循環(huán)水濃縮到一定程度時，其中的Ca(HCO3)2會分解成CaCO3而析出，形成水垢。為使冷卻水系統(tǒng)不結垢，應對循環(huán)水中碳酸鹽硬度有所限制。實踐證明，每種水質都有其極限碳酸鹽硬度，在運行中控制循環(huán)水的實際碳酸鹽硬度低于該值，就不會結垢。第四節(jié)凝汽器銅管內結垢及防止二、水垢的防止

為了防止結垢，向水中投加某些藥物，使水質趨于穩(wěn)定。常用方法有加酸處理、爐煙處理、添加阻垢劑和零排污等。1、加酸處理

用酸將水中Ca(HCO3)2轉變成溶解度較大的CaSO4，降低水中碳酸鹽硬度。一般用硫酸，不用鹽酸，因Cl-會促進銅管腐蝕。加酸處理一般采取控制循環(huán)水的pH值在7.4～7.8之間。2、爐煙處理

利用煙氣中的CO2和SO2與水中碳酸氫鹽反應，防止水垢形成。加CO2是為了抑制Ca(HCO3)2分解。加SO2，其與Ca(HCO3)2反應生成CaSO3，進而在水中溶解氧作用下變?yōu)镃aSO4，降低Ca(HCO3)2含量，實現(xiàn)防垢目的。3、加阻垢劑

阻垢劑就是阻止水垢形成的化學藥品。阻垢劑的選擇遵循以下原則：阻垢效果好，對金屬的腐蝕影響小?；瘜W穩(wěn)定性好。在高濃縮倍率和高溫情況下，以及與緩蝕劑、殺菌滅藻并用時，阻垢效果均無明顯下降。無毒或低毒，對環(huán)境無污染。易于制備、運輸、貯存，價格低廉。配制、投加、操作簡便。常用的阻垢劑有聚磷酸鹽、有機磷酸鹽和聚合電解質等。(1)聚磷酸鹽常用的是三聚磷酸鈉(Na5P3O10)和六偏磷酸鈉(NaPO3)6。阻垢機理：①增加CaCO3晶粒間的靜電斥力，起分散作用，防止其析出；或干擾CaCO3晶體的正常生長，扭曲其晶格，不使其成長為堅硬的方解石晶體，而是易分散在水中的疏松、分散的軟垢。②配位螯合作用，聚磷酸鹽與Ca2+、Mg2+等易結垢的離子形成配位離子或聚合離子，以過飽和狀態(tài)穩(wěn)定存在于水中，從而提高了冷卻水的極限碳酸鹽硬度，達到防垢目的。優(yōu)點：是中性介質中有效的阻垢劑和陰極緩蝕劑（劑量大時）；缺點：形成沉積保護膜的過程較緩慢；不能有效阻止鐵表面玷污銅離子而引起的電化學腐蝕；容易水解或降解，使其阻垢和緩蝕的效果降低。(2)有機磷酸鹽有機磷酸鹽分含氮和不含氮兩類：前者如氨基三亞甲基磷酸(ATMP)和乙二胺四亞甲基磷酸(EDTMP)，后者如羥基乙叉二磷酸鹽(HEDP)。機理：雖能與水中結垢形成絡合物，使其失去部分結垢性能，但主要能吸附在晶體表面，阻礙晶格離子或分子的表面擴散和定位，而產生內部應力和扭曲作用，抑制晶體生長和結垢。優(yōu)點：耐氧化性、耐溫性強，不易被酸、堿破壞，不易水解和降解。高劑量時，是陰極型緩蝕劑。缺點：①能與銅離子形成穩(wěn)定的絡合物，對銅和銅鋅合金有一定腐蝕性；②在水中會解離出部分PO43+，這對微生物生長有利，使用時應配合殺菌滅藻處理；③當采用氯氣等氧化性殺菌劑時，含氮磷酸鹽的阻垢效果會因結構中有氮原子而逐漸降低。(3)聚合電解質。按其在水中電離后的特性基團性質，分為陽離子型、陰離子型和非離子型。冷卻水處理中，常采用陰離子型，如聚羧酸類中的聚丙烯酸、聚馬來酸和聚甲基丙烯酸等。聚合電解質在冷卻水中能使CaCO3小晶粒穩(wěn)定在分散狀態(tài)下，阻止碳酸鈣垢形成。4、零排污不進行冷卻水排污，而是將從凝汽器流出的部分冷卻水經沉淀軟化、過濾，再用電滲析或反滲透進行除鹽，降低其含鹽量后，再送回冷卻塔。除鹽系統(tǒng)按經濟性原則選取，零排污處理冷卻水成本高。

冷卻水經過處理，可以減輕凝汽器銅管內部附著物的生成，但不能保證其徹底清除，有時還要進行清洗。1、膠球清洗該法是在運行中，將特制的海綿膠球通過凝汽器銅管，進行自動沖刷清洗。海綿膠球具有多孔、能壓縮等特性，其直徑應比銅管的內徑大1mm，在水流帶動下，膠球和銅管發(fā)生摩擦，能將管壁上附著物擦去。一般每根管子在每次清洗中平均用3～5個膠球。膠球清洗次數(shù)應按具體情況而定，一般每星期1～2次，但不宜過多，以破壞銅管保護膜。膠球清洗配合運行中銅管Fe2SO4鍍膜，可使膜均勻、平整，防腐蝕效果更好。第五節(jié)凝汽器銅管內部清洗2．化學清洗

酸洗是利用酸和碳酸鈣反應，使之轉變成易溶鈣鹽，并隨水沖走。凝汽器銅管內結碳酸鹽垢較多時，應進行酸洗。酸可選用鹽酸、醋酸或磷酸。鹽酸除垢效果好、作用快、價格相對便宜，但對銅管腐蝕性強，可加緩蝕劑減少腐蝕；醋酸和磷酸酸性弱，作用緩慢，應將酸液加熱至40～60℃再進行清洗。兩種進酸方式：上進下排和下進上排。前者，濃度較大的酸液首先接觸的是結垢較多的出口部分，利于除垢，但酸洗與氣流逆向而行，不易排氣，易造成氣塞，影響酸洗效果。后者反之。酸洗時應設置排氣裝置，以排出產生的CO2，否則影響酸洗效果甚或造成事故。下部進酸，可采用單側單點排氣，上部進酸，應采取雙側多點排氣。凝汽器化學清洗包括水清洗、酸洗、中和鈍化等工藝過程。當用鹽酸時，鹽酸濃度以3％～5％為宜，排放濃度1％，以二鄰甲苯硫脲作緩蝕劑，濃度為1％。清洗時應對進、出口酸濃度、硬度每10min取樣測定一次。當酸液濃度低于1％時，應補充酸。當凝汽器出、入口酸濃度、硬度基本不變時即可結束酸洗，酸洗時間一般為1—2h。排酸后，用0.2％Na3PO4在常溫下進行中和鈍化0.5～1h。第六節(jié)其他管材凝汽器一、不銹鋼管凝汽器

為了節(jié)水，電廠被迫采用各種技術提高循環(huán)水的濃縮倍率，或使用城市污水廠的中水作循環(huán)冷卻水的補充水，這導致循環(huán)水含鹽量升高、水質腐蝕傾向加重。傳統(tǒng)的銅管材此時已無法滿足凝汽器耐蝕性能的要求，因此采用不銹鋼管材。國外發(fā)達國家用不銹鋼管制造凝汽器已有40多年的歷史。我國第1臺350MW機組的不銹鋼管凝汽器于1989年才在上安電廠投入運行，目前尚缺乏足夠使用經驗，所用的薄壁不銹鋼管也基本來自進口。二、鈦管凝汽器我國研制開發(fā)凝汽器鈦管始于1978年，目的就是解決我國凝汽器銅合金管在污染水、海水及氨環(huán)境中腐蝕問題。1983年8月，我國第1臺無縫鈦管全鈦凝汽器在臺州電廠2號機125MW機組上安裝投運。全鈦凝汽器具有優(yōu)異的耐腐蝕性，一般不存在腐蝕損壞，無需換管，壽命高達30~40年，但初投資高。從我國目前電力基建投資實力和決策看，全鈦凝汽器主要還是用在沿海沿江新建電廠及個別水質惡劣的內陸新建電廠。第九章蒸汽污染及防止所謂蒸汽品質，就是指蒸汽中鈉鹽和硅酸等雜質含量的多少。為了防止蒸汽中氣體雜質過多，應嚴格給水的總CO2量和PH值。蒸汽污染是指蒸汽中含有鈉鹽和硅酸等物質的現(xiàn)象。過熱蒸汽的品質取決于給水的品質。過熱蒸汽減溫器的運行是比較重要的，否則也會影響過熱蒸汽的品質一、蒸汽中雜質對過熱器和汽輪機的危害1、過熱器鹽類的沉積1）機械攜帶雜質在過熱器中的行為原飽和蒸汽所含有的小水滴會隨著蒸汽的過熱發(fā)生下述兩個過程：a.蒸發(fā)濃縮過程；b.溶解轉移過程。2）雜質在過熱蒸汽中可能發(fā)生的情況當某種物質的攜帶量>該物質在過熱蒸汽中的溶解度時，該物質會沉積在過熱器中；當某種物質的攜帶量<該物質在過熱蒸汽中的溶解度時，該物質被過熱蒸汽完全溶解，帶往汽輪機，不會沉積在過熱器。2、蒸汽中雜質對汽輪機的危害1）蒸汽中固體微粒對汽輪機的磨蝕

即蒸汽攜帶的氧化鐵固體微粒進入汽輪機所引起的蒸汽通流部件的損傷。主要發(fā)生在汽輪機高壓高溫部分的噴嘴及葉片上。防止措施：鍋爐高溫管道采用抗氧化性能較好的鋼；機組在運行中應避免