摘要：余热锅炉具有非常广泛的应用，通过其能够将工业生产过程中废气、废料以及废液中的余热进行充分的利用，进而提高了热能的利用率，为企业带来了良好的经济效益。但是余热锅炉中流过的介质情况往往较差，这就会对锅炉的正常运行造成不利影响，甚至造成锅炉蒸发器发生不同程度的腐蚀，进而影响生产工作的顺利开展。本文对余热锅炉蒸发器的腐蚀原因进行了比较深入的分析研究，在此基础上，结合蒸发器实际的工作情况，提出了具有一定针对性的改善措施，能够在很大程度上降低蒸发器发生腐蚀的概率，进而确保其始终处于良好的工作状态，对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。
关键词：余热锅炉；蒸发器；腐蚀
1 前言
随着余热锅炉设计和开发的逐渐深入，其有效的提高了锅炉热量的利用率，避免了能量的浪费。但是在余热锅炉实际的工作过程中会受到外界各种不利因素的影响，尤其是其中通过的介质会对锅炉造成一定的腐蚀，这就会对锅炉的正常运行造成阻碍。蒸发器是余热锅炉的重要组成部分，经过长时间的运行后，会受到其中流过介质的影响，进而引起蒸发器的腐蚀。因此，为了确保蒸发器能够始终处于良好的工作状态，就要结合其实际的工作情况，分析腐蚀产生的原因，并采取有针对性的改善措施，进而为锅炉的正常运行提供可靠保障。
2 蒸发器腐蚀原因分析
在对某锅炉进行检查的过程中发现，高压蒸发器I鳍片管处有1处渗漏，为了进一步查明渗漏原因，对该处的管段进行了切割检查，发现其内壁的下半部分存在非常严重的结构现象，但是并没有发现明显的渗漏点，并且管壁厚度正常。通过对锅炉其他位置处的管壁进行切割检查，并没有发现明显的腐蚀迹象。在实际的工作过程中，所有的鳍片管均为水平布置，由于I鳍片管长期处于高温运行的状态，其部分管段已经发生了变形，严重的位置处已经呈弧形。在对锅炉进行十八胺放水保养时，由于该蒸发器的I处位置较低，并且鳍片管还发生了比较严重的变形，导致管内的积水无法彻底的排出，进而阻碍了十八胺在该处成膜的顺利进行，最终导致了腐蚀的发生。
3 蒸发器的腐蚀对策
3.1 清洗方案的确定
（1）清洗介质与工艺
通过对蒸发器进行系统全面的检查发现，其蒸发器管中的腐蚀坑比较深，为了避免在清洗的过程中发生泄漏，严禁选用无机酸和有机强酸，优选危险性较小的有机酸-柠檬酸作为清洗介质。这是由于柠檬酸与铁的氧化物发生化学反应生成了溶解度较小的柠檬酸铁，进而形成了相应的柠檬酸铁沉淀。同时，在进行柠檬酸的清洗过程中，还需要在其中加入一定量的氨，并且将pH控制在3.5~4.0的范围内。在氨存在的情况下，柠檬酸会与其发生反应生成柠檬酸单铵，进而能够与铁锈进一步作用生成易溶的络合物，从而能够将腐蚀坑深部的腐蚀产物去除，再经过柠檬酸的进一步溶解生成易溶于水的物质，达到去除铁锈的目的。
（2）清洗系统及设备
在锅炉的工作过程中，容易结垢的部位主要是其高压系统，这是由于高压环境能够促进原电池的反应，进而造成钢材的腐蚀速度大大增加。因此，在对锅炉进行清洗的过程中，要充分注重压力较高部位的清洗，例如，高压蒸发系统、高压省煤器、高压汽包以及高压给水等位置处，整个清洗系统如下所示：
1）在进行化学清洗的过程中，主要是采用清洗泵和高压循环泵相结合的清洗方式，其中的清洗泵主要负责冲洗、系统升温、配药以及省煤器的清洗工作；高压循环泵则主要负责蒸发器系统、循环泵进、出口部分管道的清洗；
2）为了能够对整个化学清洗过程进行系统全面的监测，并对清洗效果进行检查，在蒸发器I的水平鳍片管处设置相应的监视管；
3）在清洗泵的出水口和清洗水箱的回液口位置处设置相应的取样管，进而方便循环清洗时取样分析；
4）为了能够对化学清洗过程中的腐蚀速率进行科学合理的控制，需要在监视管和汽包内部的适宜位置处设置相应的金属腐蚀指示片；
5）将高压给水电动调节阀后逆止阀阀芯拆除，并加装临时盖板，盖板上开孔连接高压省煤器上药管；
6）将高压蒸发器进口管至疏水扩容器一次阀阀芯拆除，并加装临时盖板，盖板上开孔连接高压蒸发器上药管。
整个清洗系统的结构如下图所示。
图1 余热锅炉高压系统化学清洗系统
3.2 化学清洗过程
（1）水冲洗
在进行水冲洗的过程中，主要是由清洗泵提供水循环的动力，其清洗流程为：清洗水箱→清洗泵→高压蒸发器→高压汽包→排放口→雨水井，随着冲洗的不断进行，冲洗水的颜色逐渐变浅，直至其澄清透明即可完成冲洗。在进行清洗的过程中，要对临时管道和化学清洗接口进行检查，一旦发生渗漏要及时采取堵漏措施。完成水冲洗后，需要在监视管和高压汽包位置处设置1片腐蚀指示片，进而对后续酸洗过程中的腐蚀速率进行检测，避免对蒸发器造成严重的腐蚀。
（2）酸洗
酸洗采用双回路进行循环清洗，严格按照清洗方案配置相应浓度的酸液，再启动高压循环泵进行双循环回路清洗。在进行酸洗的过程中，要将汽包中的水位控制在中心线的±250mm左右，进而避免液位过低或过高影响酸洗过程的顺利进行。为了能够确保良好的酸洗效果，酸洗时需要对回路中介质的pH、酸浓度以及总铁离子浓度进行实时的监测，并结合监测数据采取相应的清洗操作。在酸洗初期所消耗的酸液量较多，回液中酸的质量分数呈现非常明显的下降趋势，为了提高清洗效率需要及时向循环介质中补充适量的酸液，进而将pH控制在合理的范围内，随着酸洗的不断进行，所消耗的酸液量逐渐减少。
（3）酸洗后水冲洗
在前一步酸洗完成后，蒸发器中的介质呈酸性，为了避免造成进一步的腐蚀，需要及时用水进行彻底的冲洗。整个冲洗流程为：清洗水箱→清洗泵→高压蒸发器→高压汽包→机组排水槽→机组排水泵→废水池。在冲洗的过程中需要在排放口设置总铁离子检测仪器，对冲洗水中的铁离子浓度进行实时的监测，直至冲洗至铁离子浓度小于50mg/L。由于高发蒸发器中的鳍片管呈水平放置并且还具有一定的弧度，在进行冲洗的过程中，管内难以避免会残留一定量的溶液。考虑到蒸发器的容积相对较小，为了加快冲洗速度和提高冲洗质量，可以采用顶排的方式进行冲洗。
（4）漂洗和钝化
待冲洗完成后，需要建立双回路循环，对蒸发器进行系统全面的漂洗和钝化，进而提高其抵抗介质腐蚀的能力。通过辅汽对整个系统进行预热处理，当其温度超过60°C时，向介质中逐渐加入一定量的缓蚀剂和EDTA-2Na，整个漂洗时间控制在1~2h为宜。完成漂洗后，再向系统中加入氨水将其pH提高到9.0~9.6之间，进而为钝化提供有利条件，整个钝化时间控制在4~6h为宜，完成钝化处理后需要将系统中的钝化液彻底排空。
4 结语
总而言之，余热锅炉在工作的过程中难以避免会发生不同程度的腐蚀，尤其是其中的蒸发器更是容易发生腐蚀。因此，为了提高蒸发器的工作质量，就要对其腐蚀原因进行深入的分析研究，并采取有效的应对措施，进而确保蒸发器能够始终处于良好的工作状态，为余热锅炉的正常运行提供可靠保障。
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作者简介：贺宇豪（1991.06--），男，山西省临汾市，本科，毕业于东北电力大学；助理工程师；研究方向：余热锅炉。
论文作者:贺宇豪
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/20
标签：蒸发器论文; 锅炉论文; 余热论文; 高压论文; 酸洗论文; 过程中论文; 柠檬酸论文; 《电力设备》2019年第14期论文;