大唐长春第三热电厂
摘要：热力设备在运行及备用过程中会受到来自各个方面的腐蚀，绝大部分是电化学腐蚀。腐蚀的种类较多，通常包含氧腐蚀、酸腐蚀、碱腐蚀、应力腐蚀、介质浓缩腐蚀等。本文通过对热力设备腐蚀的成因和特点进行了分析，根据不同的系统和腐蚀类型提出了相应的防腐蚀措施，以确保热力设备的安全运行。热力设备的腐蚀直接威胁设备本身的安全运行。在进行防腐措施的时候应当根据不同的机组的特点，采用合理的防腐措施以达到最佳的防腐效果。为了减少热力设备的腐蚀，应注意设备的运行维护，停用时的保护、适当的定期检修和水汽系统的清洁以及合理的水汽系统调整。
关键词：热力设备腐蚀；防腐措施；氧腐蚀；酸腐蚀；碱性腐蚀；应力腐蚀；介质浓缩腐蚀
一、热力设备的腐蚀成因和特点
热力设备的腐蚀的主要是电化学腐蚀，按腐蚀机理可分为：氧腐蚀、酸碱腐蚀、介质浓缩腐蚀、应力腐蚀等[1]。汽包和水冷壁可能发生氧腐蚀、酸腐蚀、介质浓缩腐蚀、应力腐蚀等[2]。
（一）、氧腐蚀。
在锅炉运行和停用时，汽包与水冷壁都可能发生氧腐蚀。运行时的氧腐蚀是在水温较高条件下发生的，停用时的氧腐蚀是在低温下发生的，是常见的腐蚀形态。在省煤器和给水管道中的腐蚀一般为氧腐蚀，其腐蚀机理是由于给水温度高且含氧量较大导致的，其结果是省煤器因腐蚀发生泄漏。
（二）酸碱腐蚀。
某些热力设备可能与酸性物质介质接触产生析氢腐蚀。例如阳离子交换树脂再生时和酸接触产生腐蚀，给水系统和凝结水系统因为游离二氧化碳的溶解，产生酸性物质，导致酸性腐蚀，即通常所说的游离二氧化碳腐蚀。
凝汽器的腐蚀主要是低温的碳酸腐蚀[5]，这是由于设备内部的凝结水缓冲性能差，当水中含有二氧化碳时就会导致PH值降低，产生酸腐蚀。在凝汽器的水侧，若循环的冷却水具有腐蚀性就会导致其铜管或白钢管产生腐蚀，若循环的冷水有结垢倾向就会在结垢后对铜管产生腐蚀。
汽包的腐蚀也分为沉酸性腐蚀和碱性腐蚀。发生酸性腐蚀的基本特征是锅炉水低PH值运行导致金属发生腐蚀，产生氢气。另外一种是碱腐蚀，这种腐蚀对金属组织和其机械性破坏不大，腐蚀隐蔽，容易被人忽视，其发生的根本原因是水中含有游离氢氧化钠，那么在沉积物下会因炉水浓缩产生高浓度OH－，当炉水碱度大于0.2mmol/L时，会发生碱性腐蚀。
中低压参数机组，主要的腐蚀形式是氧腐蚀。这是因为低压机组如果用于调峰，启动频繁，这样就不可避免的会使氧气在停机时进入热力系统。而且这样的机组一般不采用化学除氧，如果除氧器工作出现异常，就会导致氧腐蚀，这样往往导致省煤器腐蚀泄漏。
（三）、介质浓缩腐蚀。
锅炉可发生介质浓缩腐蚀，其主要原因是高温高压下锅炉水局部浓缩或者锅炉水循环不良，导致PH值的高低变化，从而产生了酸碱性腐蚀。在锅炉内沉积物下面产生局部浓缩腐蚀，这是因为锅炉内的沉积阻碍无法使炉水向外扩散，在高温下形成了浓度很高的液体，导致了对锅炉的腐蚀。
（四）、应力腐蚀。
应力腐蚀包括应力腐蚀破裂和应力腐蚀疲劳。应力腐蚀破裂是由应力和特定的腐蚀介质共同引起的金属破裂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种破裂开始只有一些微小的裂纹，然后发展为宏观裂纹。裂纹穿透金属，其他大部分面积不受腐蚀。裂纹因受许多因素综合影响而有不同形态，微裂纹有穿晶、晶界、混合型三种。
二、热力设备防腐蚀措施
（一）、氧腐蚀预防措施
设备在运行过程中受到的氧腐蚀主要是根据氧的浓度、PH值、水温、水中离子和水的流速有关，其中最主要的因素就是氧气的浓度，所以要防止氧腐蚀就要减少溶氧量，主要的方法就是对水除氧，降低水中的氧气含量达到最低。主要方法有：
热力除氧的作用机理是在敞口设备中将水加热到沸点，这时氧气在水汽分界面上的分压等于零，水中溶解的氧气就会自然分离出来。由于二氧化碳的溶解度和氧气一样，所以在热力除氧的过程中还能除去大部分的二氧化碳。目前热力设备防腐中的除氧器主要有淋水盘、喷雾填料、膜式等。
化学除氧的方法主要是利用化学药品进行除氧。高参数的锅炉一般使用联胺法，参数比较低的锅炉采用亚硫酸钠。
（二）、酸腐蚀预防措施
降低锅炉补水的碱度。因为热力设备的水气系统中的二氧化碳的主要来源就是补给水中的碳酸盐，所以降低了补给水的碱度，就可以将系统中的二氧化碳含量降低[4]。降低水中的碱度一般采用不同的水气净化的方法，例如一级除盐中的除碳器、反渗透、EDI等处理方法均可以降低碳酸根含量，使热力设备中的游离二氧化碳降低到安全标准。在水汽循环中减少汽水损失，降低系统的补水频率和水量，尤其是一些电热一体的电厂应尽量增加回水量，以此减少补水。首先，增加维护防止凝气器泄漏，提高凝结水的质量。其次，对直流锅炉、超高压以上参数的大容量锅炉的凝结水应该进行相应的净化处理，以去除因凝汽器泄漏而进入凝结水的产生腐蚀的杂质。
在运行中防止空气渗漏到水汽系统中，同时提高除氧器的利用率。除氧器尽量维持在较高的运转压力和相应的温度，还可以加装再沸腾装置，以提高排除水中的游离二氧化碳的效率。
（三）、锅炉介质浓缩腐蚀预防措施
做好维护保持锅炉的整体的受热面状态良好，保持表面清洁和表面形成良好的保护膜。采取措施减少给水的铁含量。首先，要达到这样的目标就必须降低给水系统的氧腐蚀、减少凝结水系统、疏水系统的氧腐蚀、二氧化碳腐蚀。其次，还要防止设备停用时的腐蚀和腐蚀产物进入锅炉。最后，应采取措施防止锅炉外的水处理系统腐蚀，以此减少给水的含铁量。保证按照设计标准正确进行锅炉的运行和操作，尽量使锅炉的载荷平稳，防止超负荷运转。还要使锅炉稳定燃烧，减少启停次数[6]。
（四）、应力腐蚀预防措施
降低部件在运行中的应力，采用焊接代替铆接，改善结构和安装的方法，必要时可以在设备的管道外加装保护措施，避免使用对应力腐蚀敏感的材料。另外在运行中保证设备的负荷在稳定状态下，避免超负荷运转。改善腐蚀环境，如在腐蚀介质中添加缓蚀剂，也是防止应力腐蚀的措施。采用金属或非金属保护层，可以隔绝腐蚀介质的作用。此外，采用阴极保护法也可减小或停止应力腐蚀。应该引起重视的是氯离子引起应力腐蚀开裂，一定要尽量减少热力系统中氯含量。
三、总结
防止热力系统腐蚀工作非常重要，在热力系统设备发生的事故中，因腐蚀问题引起的占很大比重；热力设备的腐蚀直接威胁设备本身的安全运行，严重时导致事故停机，造成重大经济损失。在进行防腐措施的时候应当根据不同的机组的特点，采用合理的防腐措施以达到最佳的防腐效果。为了减少热力设备的腐蚀，应注意设备的运行维护，停用时的保护、适当的定期检修和水气系统的清洁以及合理的水汽系统调整。热力设备在运行和停用时还有多种腐蚀类型，本文不再详细介绍。
参考文献：
[1]陶其华. 热力设备的氧腐蚀及其防止[J]. 电力技术，2009，（01）.
[2]陈亮. 锅炉腐蚀危害及预防措施[J]. 石河子科技，2009，（05）.
[3]陈炳华.氧腐蚀对热力设备的危害及其防治[J].中国设备工程，2009，（04）.
[4]周云海.火力发电厂设备腐蚀与对策[J].华北电力技术，2010，（1）.
[5]翟杰.关于电厂热力设备腐蚀的探讨[J].山东电力高等专科学校学报，2009，（04）.
[6]李文喜.防止热力设备腐蚀的技术总结[J]. 电力技术，2010，（03）.
论文作者:张英康
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/31
标签：应力论文; 锅炉论文; 热力设备论文; 系统论文; 介质论文; 凝结水论文; 设备论文; 《防护工程》2018年第19期论文;