摘要：综述了火力发电厂热力设备结垢、积盐与腐蚀的特点,分析了结垢、积盐与腐蚀的影响因素,阐述了热力设备结垢、积盐与腐蚀的危害,并提出相应的对策。
关键词：火电厂；热力设备；结垢；积盐；腐蚀；对策
一、火电厂热力设备结垢、积盐与腐蚀现状
1.1热力设备结垢现状
在热力设备运行一段时间后就会形成水垢，水垢往往是许多化合物组合而成，主要成分有：铁铝化合物和含硅化合物，这是由于上凝器的侧漏形成的，非常难清除。还有一种是氧化铁，这是高参数机组中容易出现的问题。热力设备结垢后一般都会附着咋水冷壁管壁、过热器、凝汽器等一些地方，这将容易引起爆管等事故。
1.2热力设备积盐现状
在锅炉中的水蒸发时，将会带出一些杂质，这些杂质中含有钠盐、铁盐和硅酸盐，就会形成不溶于水的物质，这些物质会沉积在蒸汽流经的设备内，从而形成过热器、汽轮机等部分的积盐。过热器的积盐会导致过热器爆管的事故，汽轮机的积盐将会导致叶片事故的发生。
1.3热力设备腐蚀现状
电力设备的腐蚀有很多种，主要是氧腐蚀、锅炉介质浓缩腐蚀以及酸腐蚀。氧腐蚀是最常见的一种形式，在设备的运行期间和停运期间都有可能发生，是由于材料表面的电解质加速了设备的腐蚀，容易导致电力设备管道的损坏，引起爆管和泄露。锅炉介质浓缩腐蚀发生在设备正常运行时，产生了浓缩酸或碱破坏锅炉内层的保护膜，就会严重腐蚀锅炉。酸腐蚀是一些酸性物质与热力设备接触时造成的腐蚀，这种腐蚀会破坏设备表面的氧化膜，加速金属的腐蚀速度。
二、火电厂热力设备结垢、积盐与腐蚀的原因
2.1设备的机组参数和热负荷
首先火电厂热力设备的机组参数对设备结垢、积盐有着重要的影响，蒸汽机设备携带盐分的能力与机组设备参数成正比。因为锅炉压力越大蒸汽携带水滴越多，而水滴对各种物质的溶解量也会增加，这就会增加盐分的携带量，造成设备的积盐。其次水垢的形成速度不仅与水中的杂质含量有关，还与锅炉热负荷有着正相关关系，当锅炉的热负荷越高，钙镁水垢和氧化铁垢则越容易堆积，因此设备的机组参数和热负荷对设备的结垢、积盐有着很大的影响。
2.2化学工况的应用
我国国内的大多数火电厂都采用磷酸盐工况，即向锅炉水中加入磷酸盐，使钙镁离子结合水渣，容易被水冲走防止结垢，但是在热负荷较高的设备中磷酸盐溶解很低，基本上这种方法就不适用了。另一种全挥发水工况是采用在水中加氨的方法，调节PH值成碱性，就可以防止设备的腐蚀，但是随着温度升高，锅炉中水的PH值无法继续维持下去，最终会导致PH值降低锅炉就会发生腐蚀，若提高PH值增大加氨量，又会导致凝汽器的腐蚀。
2.3热力设备水处理工艺
热力设备水处理工艺包括炉外给水处理、炉内水处理以及循环冷却水处理工艺，这些工艺都影响着火电厂热力设备的结垢、积盐与腐蚀。炉外给水处理时容易造成水溶解氧气过多，导致大量氧腐蚀物质进入锅炉形成沉淀。循环冷却水处理不当时容易造成凝汽器的结垢影响换热。因此水处理工艺也是影响火电厂热力设备结垢、积盐与腐蚀的重要因素。
2.4凝汽器的密封程度
凝汽器的密封程度会影响水汽的品质，密封性差将会导致水汽的品质不好，会加速火电厂热力设备结垢与腐蚀，严重的时候还会因为凝汽器的泄露导致爆管事故的发生。
三、热力设备产生的腐蚀机理
3.1氧腐蚀
3.1.1钢铁材料处于含有氧的水中，铁和氧形成两个电极、水溶液构成电解质溶液、金属本身成为电子导体，组成腐蚀电池。在这个电池中，铁是阳极，反应式为：Fe→Fe2++2e，氧为阴极，进行还原，反应式为：O2+2H2O+4e→4OH-，在这里溶解氧起阴极去极化作用，是引起铁腐蚀的因素。
3.1.2当钢铁受到水中溶解氧的腐蚀时，常常在其表面形成许多小型鼓包，鼓包表面的颜色由黄褐色到砖红色不等，紧靠金属表面处是黑色粉末状物，这些都是腐蚀产物。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当将这些腐蚀产物清除后，便会出现腐蚀造成的陷坑。
3.1.3根据运行实践锅炉运行时，若除氧器运行正常，氧腐蚀通发生在给水管道、省煤器及补给水管道，若除氧器运行不正常，氧腐蚀还可能会发生在锅炉本体的汽包和下降管等处。其中常见的是发生在过热器下部弯头和再热器停用积水处的氧腐蚀。在我国出现过许多起因氧腐蚀而导致设备及管道损坏、失效甚至酿成爆管事故的案例。例如,宝钢电厂,自投运至2000年大修期间，曾连续多次发生二次过热器的超温爆管事故。分析结果表明，事故的主要原因是水中氯离子与溶解氧共同作用导致的点蚀。
3.2酸腐蚀
3.2.1当水中有游离CO2存在时，水呈酸性反应，反应式为：CO2+H2O→H++HCO3-，由于水中H+的量增多，就会产生氢的去极化腐蚀，即酸性腐蚀。此时，在腐蚀电池中阴极反应为：2H++2e→H2阳极反应为：Fe→Fe2++2e，CO2溶于水虽然只显弱酸性，但当它溶在很纯的水中时，还是会显著降低其PH值。
3.2.2一般情况下，这种腐蚀产物都是易溶的，形成后被水流冲走，不易形成保护膜，所以其腐蚀特征是金属均匀地变薄。这种腐蚀不仅降低了金属的强度，而且腐蚀产物随水流进入锅内，往往会引起锅内结垢和腐蚀等。
3.2.3热力设备在运行时，进入热力设备的工质不可能是完全纯净的，有些杂质进入锅炉后，在高温高压下会分解产生二氧化碳、有机酸甚至强酸等酸性物质。另外，凝汽器泄漏、离子交换树脂破碎进入给水等都可能将酸性物质带入热力系统，热力系统中的酸性物质与热力设备材料接触，会破坏金属表面的氧化膜，导致金属的大面积破坏。酸腐蚀可能发生在给水系统、锅炉及汽机等部位。
3.3介质浓缩腐蚀
3.3.1锅炉遭受介质浓缩腐蚀后，呈现两种不同的形态：延性损坏。其特点是：被腐蚀的炉管减薄，但各部位减薄的程度不一样，表面呈现出凹凸不平的状态。
3.3.2脆性损坏。其特点是：被腐蚀的炉管有腐蚀坑，炉管厚度减薄，但管壁厚度还没有减薄到极限厚度之前，炉管就发生破裂。
四、可以采取的有效预防措施
4.1在补给水制备方面
水处理系统和设备的选用要求较高，运行管理要求严格。要求有完善的预处理设备和至少应有两级化学除盐装置，其第二级应为混合床除盐装置，以除去水中各种悬浮态、胶态、离子态杂质和有机物，并且应有措施防止水处理系统内部污染，以保证高纯度的补给水水质。
4.2在凝结水净化处理方面
要求100％的凝结水都经过净化处理，完全除去进入蒸汽凝结水中的各种杂质，包括盐类物质和腐蚀产物等。
4.3在给水水质调节处理方面
要求采用适宜的挥发性药品处理，以保证机组在稳定工况和变工况运行时都能抑制机组各个部位。
4.4对水化学工况的基本要求
尽量减少锅炉内的沉积物，延长清洗间隔时间。尽量减少汽轮机流通部分的杂质沉积物。为了防止热力系统的结垢、积盐和腐蚀，要保证水处理过程的完善和水化学工况的得当。
4.5采用除盐水作为补给水、凝结水投入精处理
是保证给水水质纯净的前提。在此前提下，采用氧化性水工况可以有效地减轻高参数机组的结垢、积盐和腐蚀。另外，加强汽水品质的监测，对水汽指标从严管理，是保证电厂汽水品质优良，从而防止结垢、积盐和腐蚀的重要手段。
结语
热力设备的结垢、积盐和腐蚀是火电厂普遍存在的现象，它们的相互影响、相互关联，经常给火电厂热力设备带来传热不良，效率下降，管路堵塞、爆管等危害。只有化学监督人员严格要求，绝不降低标准，并根据产生的机理，从多方面入手，采取有效可行的预防措施，才能防止热力设备的结垢、积盐和腐蚀等问题，为机组安全稳定运行保驾护航。
参考文献
[1]韩肇庆,孔祥国,王光华.超临界机组锅炉受热面管内壁结垢和氧化层剥离问题[J].中国特种设备安全,2006.
[2]沈琦,刘鸿国,杨菁.超超临界垂直管圈直流炉水冷壁节流孔圈垢物聚结原因分析及预防[J].华东电力,2009.
论文作者:王旭,雷玉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：锅炉论文; 热力设备论文; 火电厂论文; 设备论文; 凝汽器论文; 机组论文; 工况论文; 《电力设备》2017年第33期论文;