摘要：本文分析了电厂锅炉受热面腐蚀的主要原因，并提出了预防电厂锅炉受热面腐蚀的对策，以期提高电厂运作的安全性。
关键词：电厂；锅炉；受热面；腐蚀；原因；预防策略
锅炉受热面包括诸多零部件，例如：水冷壁、省煤器、过热器以及再热器等，所有零部件均以管道形式附着于受热面。受热面对外部温度要求较高，它利用产生的水汽以及火焰制造热量，并以对流或者辐射的途径传导给受热面内部的水汽，进而保证电机组的正常运行。如果锅炉受热面的零部件已经在长时间的使用后受到损坏，因此制药这些零部件无法承受某个温度，就会产生爆炸或者泄露等事故，最终造成生命财产的损失，因此相关企业需要制定预防对策，保证锅炉受热面不被腐蚀，进而降低事故风险。
1造成电厂锅炉受热面腐蚀的主要原因
锅炉在运行期间，其周围的温度较高，易造成高温腐蚀。当锅炉停止运行时，锅内会进入一定的空气并发生锅水或结露，而水分对锅炉钢材具有腐蚀作用。一方面，是由于大多锅炉金属表面没有添加油漆、疏水性烷基化合物等保护膜，使金属钢材与空气和水发生化学反应，从而产生腐蚀，并且锅炉停止运行时，其锅炉内的压力小于大气压力，从而大量的氧气会侵入锅炉内成为金属钢材腐蚀的催化剂。另一方面，空气中的水蒸汽或锅炉内残余的水分会在锅内结露，并产生水滴，受锅炉作业环境的影响，其锅炉形成的水滴一般呈强碱性或酸性，并且水分中还含有较高浓度的氯离子和硫酸根离子，会加快锅炉受热面的腐蚀速率。相比于自然环境中的钢材，锅炉受热面钢材上的水分易结露形成水滴，因此其蒸发和干燥较为困难，且形成的腐蚀大多为氧浓差电池腐蚀，因此锅炉受热面腐蚀具有较强的破坏性。
2电厂锅炉受热面腐蚀的预防措施
当锅炉的受热面发生腐蚀反应时，通常范围较大，受热面刚才在腐蚀过程中逐渐变薄，最后导致受热面爆漏停炉等现象。但是由于修复锅炉受热面的工作量较大，因此制定完善的锅炉受热面腐蚀预防策略是相关技术人员的首要工作任务之一。电厂锅炉受热面发生的汽、水侧腐蚀的类型如果按照机理划分，一般分为氧化物腐蚀、氢类物质损害、苛性腐蚀、应力腐蚀以及垢下腐蚀几类。而烟气侧腐蚀则分为低温状态的腐蚀、高温油灰腐蚀以及水冷壁向火侧腐蚀。在我国，很多电厂曾经由于锅炉受热面遭受了水冷壁腐蚀、氢损坏、垢下腐蚀及向火侧腐蚀等，从而大面积更换锅炉管道。部分电厂内的锅炉由于下降管的外壁部分发生严重腐蚀而引发爆破，造成了不同程度的人员伤亡。由此可见，为了保障电厂的顺利运行及工作人员的人身安全，提前制定电厂锅炉受热面腐蚀的预防策略是非常有必要的。
2.1水冷壁管的垢下腐蚀的预防措施
水冷壁管垢下腐蚀是以紧贴管壁的垢下管壁为阳极，外围表面为阴极所构成的局部电池作用引起的电化学损害，严重时可导致鼓包或腐蚀穿孔。例如一台锅炉在半年内先后停炉3次处理水冷壁管鼓包、穿孔，主要原因是凝汽器铜管泄漏，给水硬度长期严重超标，其次是停炉保养效果不好、基建酸洗质量不好、给水含铁量超标。当前防止垢下腐蚀最主要的防范措施是解决凝汽器泄漏后给水硬度超标问题：要加强给水含铁量的检测与控制：将已经结垢的部分利用相关的化学物质进行溶解清洗。总之，要加强化学监督工作。对于超临界直流炉由于给水水质纯度较高必须采用挥发性处理。所以美国通常采用氨一联氨式，而德国和前苏联推荐采用氨一氧处理和中性水加氧的方式。前苏联试验肯定了中性水加氧的方式。而此种方式在国内的电厂生产中也可以充分借鉴。当然，采用何种方式还与汽水系统中管道、阀门所用的材料有关，需结合实际情况进行正确选择。
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2.2水冷壁管发生氢损坏的预防措施
锅炉的受热面在长期使用的过程中内壁会结垢，从而一定程度降低了炉水的PH值，在水冷壁的管垢下，凝结水系统的酸性盐类物质会发生浓缩，而锅炉内的金属材料中的碳化铁会与酸性盐类物质中的氢发生反应，进而产生甲烷，降低了刚才的化学强度。如果锅炉中的水管壁出现了氢损害，会使得其管壁变得越来越薄，进而引发管身开裂的现象。由于发生开裂的部分很难通过专业的探伤技术发现，因此在对此种情况进行维修时难度较大，而管壁区域的腐蚀程度逐渐加重时，还有可能会引发锅炉管道爆裂的事故，因此相关技术人员要采取多种技术手段，对锅炉管道实施割管操作，进行宏观全面的检查，才能进一步确定锅炉的水冷关闭是否发生了氢损坏等情况。为了提前预防管壁损坏，技术人员要严格控制水的PH值域炉水质量，尽量减少管壁结垢的情况，如若发现腐蚀部位要立刻进行清理，防止腐蚀面积扩大。
2.3高温腐蚀的预防措施
水冷壁向火侧温度较高且受氨氯化物和硫酸盐的作用，会加速管壁的腐蚀，从而导致管壁变薄，并且高温环境还能使管外表的氢化铁保护层熔化掉，使得管壁的金属钢材也会被腐蚀，一旦金属钢材被腐蚀，会导致锅炉受热面发生大面积的管道损坏。水冷壁向火侧防腐措施主要有：为提高水冷壁管的抗腐蚀能力可采用渗铝管代替金属钢材或在金属钢材表面采用火焰喷涂；为避免还原性气体和未燃煤粉冲刷水冷壁，需合理控制喷燃器的烟气氧量和喷射角度；为降低喷燃器的烟气氧量可采用低氧燃烧方式，也可以采用二次燃烧法。
2.4低温腐蚀的预防措施
低温腐蚀现象主要是锅炉运行过程中，受热面上方烟气中的硫酸及亚硫酸等强酸物质凝结在受热面上，从而引发腐蚀。能够引发锅炉受热面发生低温腐蚀现象的主要原因是锅炉燃料油煤的含硫量太高，与此同时由于壁面的温度太低，进而发生了腐蚀现象。通常情况下，低温腐蚀的高发部位处于空气预热器中。虽然在生产过程中低温腐蚀并不会造成影响较大的锅炉事故，但是其对于锅炉内机组设备的正常运行存在较大的障碍，不但会降低锅炉的燃烧稳定性，还会影响操作人员的控制工作，进而降低工作效率。为了有效预防此种腐蚀的出现，技术人员可以利用含硫量非常低的煤材料，并且采用炉内脱硫技术来取代原有的油煤材料。也可在设备中加设暖风器，从而规避低温腐蚀。
2.5合理控制炉膛温度
为了避免受热面腐蚀，控制温度也是一种常用的预防手段。在实际运行过程中，可适当调控锅炉内部分火炬的温度极限及热流的密度。对于燃烧器周围的火炬温度要进行重点控制。相关数据表明，当管壁的温度处于59度以下时为最适合的温度。而当炉内水蒸气达到54度左右时，管壁的温度就已经达到了温度标准。在此种情形下，如果令受热面的温度范围一直高于易发生腐蚀的温度范围，则可有效控制预防腐蚀的发生。
2.6应用烟气再循环
为了降低锅炉受热面的腐蚀程度，可以利用烟气再循环方法，此种方式通过烟气的循环来降低火炬的中心位置，并且降低了炉口出烟的温度，与此同时，其还能抵挡氧化硫对锅炉受热面的不良影响。
结语
综上所述，锅炉是否能够顺利运行不但关乎着整个电厂的运营生产，也与工作人员的人身健康息息相关。相关技术人员还需不断完善锅炉受热面的防腐技术措施，定期做好锅炉设备的检修工作，只有制定完备的防腐策略，才能最大程度降低锅炉受热面的腐蚀面积，从而保证电厂设备的顺利使用，保障电厂的经济收益。
参考文献
[1]杨军.电厂锅炉受热面腐蚀及预防措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011(12):309-309.
[2]刘福生,范艳霞.电站锅炉尾部受热面低温腐蚀案例分析及结论[J].科技经济导刊,2015(16):104-105.
论文作者:袁希
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：锅炉论文; 电厂论文; 管壁论文; 水冷论文; 温度论文; 烟气论文; 发生论文; 《电力设备》2019年第9期论文;